JP2020120520A - Manufacturing method of electrical machine - Google Patents

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Haruka Iijima
遥 飯島
嘉也 三浦
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Abstract

To provide a technology capable of preventing deviation of the screw passage hole of a bus bar and the screw receiving hole of the enclosure.SOLUTION: An electrical machine manufactured by the manufacturing method includes an enclosure having a terminal projecting outward and a screw receiving hole, a weld zone welded to the terminal, and a bus bar having a screw passage hole. The terminal inclines in the direction approaching the screw receiving hole as projecting from the enclosure in the natural shape, and a projection end deforms elastically in the direction separating from the screw receiving hole, by applying a force in the direction for pushing the bus bar against the terminal from the screw receiving hole. The manufacturing method includes a step of matching the positions of the screw receiving hole and the screw receiving hole, by applying a force having a direction component for pushing the bus bar against the enclosure and a direction component for pushing the bus bar against the terminal from the screw receiving hole, a step of welding the terminal and the weld zone while applying a force to the bus bar, a step of releasing force, and a step of screwing the screw passage hole and the screw receiving hole while releasing the force.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本明細書が開示する技術は、電気機器の製造方法に関する。特に、外部に突出している端子とネジ受入孔を備えている筐体と、端子に溶接する溶接部とネジ通過孔を備えているバスバを備えている電気機器の製造方法に関する。 The technique disclosed in the present specification relates to a method for manufacturing an electric device. In particular, the present invention relates to a method of manufacturing an electric device including a housing having a terminal projecting to the outside and a screw receiving hole, and a bus bar having a welding portion to be welded to the terminal and a screw passage hole.

リアクトルやコンデンサといった電気部品を筐体内に収容する技術が知られている。筐体外を延びるバスバによって、筐体内の電気部品と筐体外の電気部品を接続する技術も知られている。筐体外のバスバと筐体内の電気部品を接続するために、筐体内の電気部品から延びる導電体の一部を筐体外に突出させ、その突出部を端子とし、その端子にバスバを溶接する技術も知られている。 There is known a technique of housing electric components such as a reactor and a capacitor in a housing. There is also known a technique of connecting an electric component inside the casing and an electric component outside the casing by a bus bar extending outside the casing. In order to connect the bus bar outside the housing to the electrical parts inside the housing, a part of the conductor extending from the electrical parts inside the housing is projected outside the housing, and the protruding portion is used as a terminal, and the bus bar is welded to the terminal. Is also known.

筐体外を延びるバスバを筐体にネジ止めすることがある。その技術によると、バスバが筐体に対して溶接個所とネジ止め個所の2か所で固定され、バスバの固定強度が補強される。前記のネジ止め個所で、他のバスバ(便宜的に第2バスバということにする)を共締めする技術も知られている。これによると、筐体とバスバの位置関係が安定するのと同時に、バスバに第2バスバが接続される。 A bus bar extending outside the housing may be screwed to the housing. According to this technique, the bus bar is fixed to the housing at two points, a welding point and a screwing point, and the fixing strength of the bus bar is reinforced. There is also known a technique in which another bus bar (which will be referred to as a second bus bar for convenience) is fastened together at the screwed portion. According to this, the positional relationship between the housing and the bus bar is stabilized, and at the same time, the second bus bar is connected to the bus bar.

筐体にバスバを固定して電気機器を製造する方法では、下記を実行する。
(1)バスバに形成されているネジ通過孔と筐体に形成されているネジ受入孔の位置が一致するようにバスバと筐体を位置決めし、その相対的位置関係が移動しないように両者を固定する。
(2)固定した状態で、筐体の端子とバスバの溶接部を溶接する。
(3)固定用治具を外し、バスバのネジ通過孔と筐体のネジ受入孔にネジを締め付ける。
In the method of manufacturing the electric device by fixing the bus bar to the housing, the following is performed.
(1) Position the bus bar and the housing so that the screw passage holes formed in the bus bar and the screw receiving holes formed in the housing are aligned with each other so that the relative positional relationship between them does not move. Fix it.
(2) Weld the terminal of the housing and the welded portion of the bus bar in the fixed state.
(3) Remove the fixing jig and tighten the screws in the screw passage holes of the bus bar and the screw receiving holes of the housing.

本明細書が開示する技術は、上記したバスバを備える電気機器の製造方法に関し、バスバの寸法のばらつきに起因する課題を解決する。バスバの寸法のばらつきを吸収する技術として、例えば、特許文献1の技術が知られている。特許文献1では、バスバの寸法ばらつきを吸収するため、バスバの一方の端部に緩衝材を介装している。この技術では、バスバの寸法がばらついた場合に緩衝材が変形することで、バスバと端子を接続する力によるバスバの変形量を低減する。 The technique disclosed in the present specification relates to a method for manufacturing an electric device including the above-described bus bar, and solves a problem caused by variations in the size of the bus bar. As a technique for absorbing the variation in the dimensions of the bus bar, for example, the technique disclosed in Patent Document 1 is known. In Patent Document 1, in order to absorb the dimensional variation of the bus bar, a cushioning material is provided at one end of the bus bar. In this technique, the cushioning material is deformed when the dimensions of the busbar vary, thereby reducing the amount of deformation of the busbar due to the force connecting the busbar and the terminal.

特開2005−064398号公報JP, 2005-064398, A

上記の製造方法では、前記(1)の際に、筐体の端子とバスバの溶接部が干渉しないようにする必要がある。使用する部品には形状公差があることから、実際には前記(1)の段階で、筐体の端子とバスバの溶接部の間に間隔が生じることになる。その状態で、端子と溶接部を接触させて溶接することから、端子に内部応力が残存した状態で溶接することになる。その結果、前記(3)で固定用治具を外すと、端子に残存した応力によって端子が変形し、それにともなってバスバも変位する。この結果、バスバのネジ通過孔と筐体のネジ受入孔がずれ、両者をネジ止めできない現象が生じることがある。第2バスバを共締めする場合は、バスバと第2バスバが干渉してしまって両者を共締めする位置関係に置けない場合が生じる。あるいは、共締めするためには、第2バスバのネジ通過孔とバスバのネジ通過孔と筐体のネジ受入孔という3つの孔が同軸上に揃う必要があるのに反し、いずれかの孔が不揃いとなって共締めできない現象が生じる。 In the above manufacturing method, in the case of (1), it is necessary to prevent the terminals of the housing and the welded portions of the bus bar from interfering with each other. Since the parts to be used have shape tolerances, a gap is actually created between the terminals of the housing and the welded parts of the bus bar in the step (1). In that state, the terminal and the welded portion are brought into contact with each other to perform welding, so that welding is performed in a state where internal stress remains in the terminal. As a result, when the fixing jig is removed in (3) above, the terminal is deformed by the stress remaining in the terminal, and the bus bar is also displaced accordingly. As a result, the screw passing hole of the bus bar and the screw receiving hole of the housing may deviate from each other, and a phenomenon in which they cannot be screwed may occur. When the second bus bar is fastened together, the bus bar and the second bus bar may interfere with each other, and the two bus bars may not be placed in the positional relationship of fastening both together. Alternatively, for co-fastening, three holes, that is, the screw passing hole of the second bus bar, the screw passing hole of the bus bar, and the screw receiving hole of the housing must be aligned on the same axis. There is a phenomenon that they are not aligned and cannot be tightened together.

特許文献1の技術によっても、バスバのネジ通過孔と筐体のネジ受入孔がずれる現象、さらには、第2バスバのネジ通過孔とバスバのネジ通過孔と筐体のネジ受入孔がずれるという現象が防止できない。本明細書では、溶接時に端子に生じた残留応力によって,バスバのネジ通過孔と筐体のネジ受入孔がずれることを防止する技術を開示する。 According to the technique of Patent Document 1, the phenomenon in which the screw passing hole of the bus bar and the screw receiving hole of the housing are misaligned, and further, the screw passing hole of the second bus bar, the screw passing hole of the bus bar, and the screw receiving hole of the housing are misaligned The phenomenon cannot be prevented. This specification discloses a technique for preventing the screw passing hole of the bus bar and the screw receiving hole of the housing from being displaced from each other due to the residual stress generated in the terminal during welding.

本明細書が開示する技術により製造される電気機器は、外部に突出している端子とネジ受入孔を備えている筐体と、端子に溶接する溶接部とネジ通過孔を備えているバスバを備えている。また、この電気機器は、端子にバスバの溶接部が溶接されているとともにバスバのネジ通過孔と筐体のネジ受入孔にネジが締め付けられている。端子は、その自然形状において筐体から突出するほどネジ受入孔に接近する方向に傾斜しており、バスバをネジ受入孔から端子に押し付ける方向の力を加えることによって突出端がネジ受入孔から離間する向きに弾性変形するものである。 An electric device manufactured by the technology disclosed in the present specification includes a housing having a terminal protruding to the outside and a screw receiving hole, and a bus bar having a welding portion to be welded to the terminal and a screw passage hole. ing. In addition, in this electric device, the welding portion of the bus bar is welded to the terminal, and the screw is fastened to the screw passage hole of the bus bar and the screw receiving hole of the housing. In its natural shape, the terminal is inclined in the direction closer to the screw receiving hole as it protrudes from the housing, and the protruding end is separated from the screw receiving hole by applying a force in the direction of pressing the bus bar from the screw receiving hole to the terminal. It is elastically deformed in the direction to do.

本明細書が開示する電気機器の製造方法は、バスバに、バスバを筐体に押し付ける方向成分とバスバをネジ受入孔の側から端子に押し付ける方向成分を持つ力を加えて、ネジ通過孔とネジ受入孔の位置を一致させる工程を備えている。また、バスバに力を加えた状態で、端子と溶接部を溶接する工程と、力を開放する工程と、力を開放した状態で、ネジ通過孔とネジ受入孔にネジ止めする工程を備えている。 The method for manufacturing an electric device disclosed in the present specification applies a force having a directional component that pushes the busbar to the housing and a directional component that pushes the busbar to the terminal from the side of the screw receiving hole to the busbar, and the screw passage hole and the screw The step of aligning the positions of the receiving holes is provided. It also has the steps of welding the terminal and the welded portion with force applied to the bus bar, releasing the force, and screwing the screw passing hole and the screw receiving hole with the force released. There is.

上述した製造方法によると、バスバに、バスバを筐体に押し付ける方向成分とバスバをネジ受入孔の側から端子に押し付ける方向成分を持つ力を加えて、ネジ通過孔とネジ受入孔の位置を一致させる。このとき、筐体の端子は突出端がネジ受入孔から離間する向きに弾性変形する。端子を弾性変形させた状態で、端子と溶接部を溶接する。すなわち、自然形状に戻る方向の内部応力が残存した状態で端子はバスバと溶接される。その後、力を開放するため、端子は内部応力により自然形状に戻ろうとする。自然形状に戻ろうとする端子は、バスバを筐体に押し付ける。バスバは、端子に押し付けられるため変位しない。バスバは、もともとバスバが配置されていたネジ通過孔とネジ受入孔の位置が一致する位置から移動しない。このように、本明細書が開示する電気機器の製造方法によれば、ネジ通過孔とネジ受入孔の位置が一致している状態で、バスバを筐体に押し付ける方向の残留応力を端子に発生させることによって、バスバのネジ通過孔と筐体のネジ受入孔がずれることを防止することができる。 According to the manufacturing method described above, a force having a directional component that pushes the busbar against the housing and a directional component that pushes the busbar toward the terminal from the side of the screw receiving hole is applied to the busbar, and the positions of the screw passage hole and the screw receiving hole are aligned. Let At this time, the terminal of the housing is elastically deformed in the direction in which the protruding end is separated from the screw receiving hole. Weld the terminal and the welded part while the terminal is elastically deformed. That is, the terminal is welded to the bus bar while the internal stress in the direction returning to the natural shape remains. Then, in order to release the force, the terminal tries to return to its natural shape due to internal stress. The terminal that returns to its natural shape presses the bus bar against the housing. The bus bar is pressed against the terminal and does not move. The bus bar does not move from the position where the screw passing hole and the screw receiving hole where the bus bar is originally arranged match. As described above, according to the method for manufacturing an electric device disclosed in the present specification, in the state where the screw passage hole and the screw receiving hole are aligned with each other, residual stress is generated in the terminal in the direction of pressing the bus bar against the housing. By doing so, it is possible to prevent the screw passing hole of the bus bar and the screw receiving hole of the housing from being displaced.

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。 Details of the technology disclosed in the present specification and further improvements will be described in the following “Description of Embodiments”.

電力変換装置のケース内の部品レイアウトを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the components layout in the case of a power converter device. 自然形状における図1の範囲Aの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the range A of FIG. 1 in a natural shape. 位置決め工程における図1の範囲Aの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the range A of FIG. 1 in a positioning process. 溶接工程における図1の範囲Aの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the range A of FIG. 1 in a welding process. 開放工程における図1の範囲Aの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the range A of FIG. 1 in an opening process. 締結工程における図1の範囲Aの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the range A of FIG. 1 in a fastening process.

実施例の製造方法を説明するのに先立って、図1を参照して実施例の製造法の対象となる電気機器の一例である電力変換装置2について説明する。まず、電力変換装置2のケース内部の電気部品のレイアウトを説明する。図1は、ケースの図中の手前側の側板をカットした断面図である。電力変換装置2は、例えば電気自動車、ハイブリッド車又は燃料電池車といった電動自動車に搭載される。 Prior to describing the manufacturing method of the embodiment, a power conversion device 2 that is an example of an electric device that is a target of the manufacturing method of the embodiment will be described with reference to FIG. 1. First, the layout of the electric components inside the case of the power conversion device 2 will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view in which a side plate on the front side in the drawing of the case is cut. The power conversion device 2 is mounted on an electric vehicle such as an electric vehicle, a hybrid vehicle, or a fuel cell vehicle.

電力変換装置2のケースは、上下方向でアッパーケース4とロアケース6に分割されている。ロアケース6は、アッパーケース4の下に位置する。アッパーケース4とロアケース6は、ほぼ同じ高さを有しており、電力変換装置2のケースの内部空間を上下にほぼ二分している。アッパーケース4とロアケース6は、Y軸方向の両側の端部でボルト8により締結される。アッパーケース4は、上面の中央部に上部開口38を備えている。なお、アッパーケース4及びロアケース6は、ともにアルミニウムで作られている。 The case of the power conversion device 2 is vertically divided into an upper case 4 and a lower case 6. The lower case 6 is located below the upper case 4. The upper case 4 and the lower case 6 have substantially the same height, and divide the internal space of the case of the power conversion device 2 into two parts, up and down. The upper case 4 and the lower case 6 are fastened with bolts 8 at both ends in the Y-axis direction. The upper case 4 has an upper opening 38 at the center of the upper surface. The upper case 4 and the lower case 6 are both made of aluminum.

電力変換装置2は、リアクトル10と、電流センサ30、積層体などの電気部品を備えている。アッパーケース4には、その内部を上下に分割する中仕切42が設けられており、中仕切42に積層体が固定されている。中仕切42は、中央部に中部開口40を備えている。リアクトル10はロアケース6に固定されており、電流センサ30はアッパーケース4に固定されている。 The power converter 2 includes a reactor 10, an electric current sensor 30, and electric components such as a laminated body. The upper case 4 is provided with a partition 42 that divides the interior into upper and lower parts, and the stack is fixed to the partition 42. The partition 42 has a central opening 40 at the center. The reactor 10 is fixed to the lower case 6, and the current sensor 30 is fixed to the upper case 4.

また、アッパーケース4のY軸負側の内側側面にはボス36が設けられており、このボス36に電流センサ30がセンサ固定部34を介してボルト32により固定されている。また、電流センサ30には、センサ固定部34と反対側に伸びるセンサバスバ26が接続されている。電流センサ30の本体は樹脂で作られており、センサバスバ26の根本は電流センサ30の樹脂製の本体に支えられている。 Further, a boss 36 is provided on the inner side surface of the upper case 4 on the Y axis negative side, and the current sensor 30 is fixed to the boss 36 by a bolt 32 via a sensor fixing portion 34. Further, a sensor bus bar 26 extending to the side opposite to the sensor fixing portion 34 is connected to the current sensor 30. The body of the current sensor 30 is made of resin, and the base of the sensor bus bar 26 is supported by the body of the current sensor 30 made of resin.

リアクトル10は、樹脂で作られた筐体14と、筐体14のアッパーケース4側の面から筐体14の外部に垂直に突出している端子12を備えている。端子12は、例えば銅で作られている。筐体14の中にリアクトル10の本体である磁性コアとコイルが収容されている。端子12は、コイルの引き出し線に相当する。リアクトル10の筐体14の底面側には、Y軸方向の両側に伸びる脚部18が設けられている。この脚部18は、ボルト20によって、ロアケース6の底面に設けられたボス16に固定されている。 The reactor 10 includes a housing 14 made of resin and a terminal 12 that vertically projects from the surface of the housing 14 on the upper case 4 side to the outside of the housing 14. The terminal 12 is made of copper, for example. The magnetic core and the coil, which are the main body of the reactor 10, are housed in the housing 14. The terminal 12 corresponds to the lead wire of the coil. Legs 18 that extend to both sides in the Y-axis direction are provided on the bottom surface side of the housing 14 of the reactor 10. The leg portion 18 is fixed to a boss 16 provided on the bottom surface of the lower case 6 with a bolt 20.

バスバ24は、筐体14の上面に設けられた平坦面22に当接するように配置されている。詳細は後述するが、リアクトル10の端子12にはバスバ24の一端が溶接されている。バスバ24の他端は、筐体14の上で、ボルト28によってセンサバスバ26と共締めされている。この共締めにより、バスバ24とセンサバスバ26は相互に接続される。バスバ24とセンサバスバ26が導通することで、リアクトル10と電流センサ30が電気的に接続される。詳細は後述するが、電力変換装置2は、端子12にバスバ24の溶接部24a(図2参照)が溶接されているとともにネジ通過孔24b(図2参照)とネジ受入孔44b(図2参照)にボルト28が締め付けられている電気機器である。 The bus bar 24 is arranged so as to come into contact with the flat surface 22 provided on the upper surface of the housing 14. Although details will be described later, one end of a bus bar 24 is welded to the terminal 12 of the reactor 10. The other end of the bus bar 24 is fastened together with the sensor bus bar 26 by a bolt 28 on the housing 14. By this joint tightening, the bus bar 24 and the sensor bus bar 26 are connected to each other. When the bus bar 24 and the sensor bus bar 26 are electrically connected, the reactor 10 and the current sensor 30 are electrically connected. As will be described later in detail, in the power conversion device 2, the terminal 12 has the welded portion 24a (see FIG. 2) of the bus bar 24 welded thereto and the screw passage hole 24b (see FIG. 2) and the screw receiving hole 44b (see FIG. 2). ) Is an electric device in which the bolt 28 is fastened.

以下、図2〜図6を用いて、電力変換装置2の製造工程について説明する。図2〜図6は、図1のAに示した範囲の拡大断面図である。図2〜図6は、図1の座標系におけるYZ平面でリアクトル10とバスバ24をカットした断面図である。本実施例では、電力変換装置2の製造方法のうち、リアクトル10にバスバ24を接続する工程と、バスバ24を介してリアクトル10と電流センサ30を接続する工程を中心に説明する。 Hereinafter, the manufacturing process of the power conversion device 2 will be described with reference to FIGS. 2 to 6. 2 to 6 are enlarged cross-sectional views of the range shown in A of FIG. 2 to 6 are sectional views in which the reactor 10 and the bus bar 24 are cut along the YZ plane in the coordinate system of FIG. In the present embodiment, in the method of manufacturing the power conversion device 2, the step of connecting the bus bar 24 to the reactor 10 and the step of connecting the reactor 10 and the current sensor 30 via the bus bar 24 will be mainly described.

図2に、締結前のバスバ24を筐体14の上に載置した図を示す。図2を用いて自然形状の端子12とバスバ24の位置関係について説明する。図2に示すように、筐体14は、筐体14の外部に突出している端子12と、第1凹部14bと、第1凹部14bのY軸負側に隣接する第2凹部14cを備えている。第1凹部14bにはナット44が設けられている。ナット44は、ボルト28(図1参照)と螺合するネジ受入孔44bを備えている。バスバ24は、端子12と対向する溶接部24aと、ネジ受入孔44bに対向するネジ通過孔24bと、Y軸負側の端末に筐体14の方向に延びているフランジ24cを備えている。フランジ24cは、第2凹部14cに遊嵌されている。フランジ24cのY軸正側の面と、第2凹部14cのY軸負側の面は当接している。図2に示すように、端子12のZ軸方向の長さを記号Lで表す。また、端子12の板厚を記号tで表す。さらに、端子12のX軸方向の幅を記号wで表す。端子12は銅板である。端子12の先端においてバスバ24との間に間隔aが設けられている。 FIG. 2 shows a diagram in which the bus bar 24 before fastening is placed on the housing 14. The positional relationship between the naturally shaped terminal 12 and the bus bar 24 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the housing 14 includes the terminal 12 protruding to the outside of the housing 14, a first recess 14b, and a second recess 14c adjacent to the Y-axis negative side of the first recess 14b. There is. A nut 44 is provided in the first recess 14b. The nut 44 includes a screw receiving hole 44b that is screwed with the bolt 28 (see FIG. 1). The bus bar 24 includes a welded portion 24a that faces the terminal 12, a screw passage hole 24b that faces the screw receiving hole 44b, and a flange 24c that extends toward the housing 14 at the Y-axis negative terminal. The flange 24c is loosely fitted in the second recess 14c. The surface of the flange 24c on the Y axis positive side and the surface of the second recess 14c on the Y axis negative side are in contact with each other. As shown in FIG. 2, the length of the terminal 12 in the Z-axis direction is represented by the symbol L. The plate thickness of the terminal 12 is represented by the symbol t. Further, the width of the terminal 12 in the X-axis direction is represented by the symbol w. The terminal 12 is a copper plate. A space a is provided between the terminal 12 and the bus bar 24.

先に述べたように、バスバ24は、筐体14の平坦面22に当接するように配置されている。図2では、ネジ受入孔44bの位置と、バスバ24のネジ通過孔24bの位置は一致している。すなわち、バスバ24は、筐体14に対して正しい位置に配置されている。バスバ24が筐体14に対して正しい位置に配置されている状態で、バスバ24の溶接部24aと端子12との間に間隔aが設けられている。間隔aは、筐体14や端子12、バスバ24の形状公差を吸収する空間である。例えばネジ受入孔44bから端子12までの距離に対してバスバ24の外形が小さく製造された場合には、間隔aは大きくなる。また、ネジ受入孔44bから端子12までの距離に対してバスバ24の外形が大きく製造された場合には、間隔aは小さくなる。形状公差の許容範囲内で最大外形のバスバ24であってもバスバ24が端子12と干渉せず配置できるように間隔aは設けられている。 As described above, the bus bar 24 is arranged so as to contact the flat surface 22 of the housing 14. In FIG. 2, the position of the screw receiving hole 44b and the position of the screw passing hole 24b of the bus bar 24 are the same. That is, the bus bar 24 is arranged at the correct position with respect to the housing 14. A distance a is provided between the welded portion 24 a of the bus bar 24 and the terminal 12 in a state where the bus bar 24 is arranged at the correct position with respect to the housing 14. The space a is a space that absorbs the shape tolerance of the housing 14, the terminal 12, and the bus bar 24. For example, when the outer shape of the bus bar 24 is manufactured smaller than the distance from the screw receiving hole 44b to the terminal 12, the distance a becomes large. Further, when the bus bar 24 is manufactured to have a large outer shape with respect to the distance from the screw receiving hole 44b to the terminal 12, the distance a becomes small. The interval a is provided so that the bus bar 24 can be arranged without interfering with the terminal 12 even if the bus bar 24 has the maximum outer shape within the allowable range of the shape tolerance.

間隔aを挟んだ端子12とバスバ24の溶接部24aを溶接するためには、固定用冶具により荷重をかけて互いの先端が接近する方向に変形させて先端同士を接触させる必要がある。このように端子12と溶接部24aの先端を溶接すると、端子12に内部応力が残存した状態で溶接することになる。溶接後に固定用治具を外して荷重を開放すると、端子12に残存した内部応力によって端子12は、ネジ受入孔44bから離間する向きに変形する。端子12の変形により、端子12の先端と溶接されているバスバ24は、ネジ通過孔24bがナット44から離間する方向に回転する。この結果、バスバ24のネジ通過孔24bとネジ受入孔44bの位置がずれ、両者をネジ止めできない現象が生じることがある。また、電流センサ30(図1参照)のセンサバスバ26を共締めするときに、回転したバスバ24とセンサバスバ26が干渉して両者を共締めする位置関係に置けない場合が生じる。あるいは、共締めするためには、センサバスバ26のネジ通過孔26b(図6参照)とバスバ24のネジ通過孔24bとネジ受入孔44bという3つの孔が同軸上に揃う必要があるのに反し、いずれかの孔が不揃いとなって共締めできない現象が生じる。ここで、図2に示すように、端子12は、先端で最もバスバ24に接近している。端子12は、その自然形状においてネジ受入孔44bの軸方向に対して傾斜している。より詳細には、端子12は、その自然形状において筐体14から突出するほどネジ受入孔44bに接近する方向に傾斜している。以下、上述したように傾斜している端子12を用いて、バスバ24のネジ通過孔24bとネジ受入孔44bがずれることを防止することができる製造方法について説明する。 In order to weld the terminal 12 and the welded portion 24a of the bus bar 24 sandwiching the space a, it is necessary to apply a load by a fixing jig and deform the tips so that the tips approach each other to bring the tips into contact with each other. When the terminal 12 and the tip of the welded portion 24a are welded in this manner, the terminal 12 is welded while internal stress remains. When the fixing jig is removed after welding and the load is released, the internal stress remaining in the terminal 12 deforms the terminal 12 in a direction away from the screw receiving hole 44b. Due to the deformation of the terminal 12, the bus bar 24 welded to the tip of the terminal 12 rotates in a direction in which the screw passage hole 24b is separated from the nut 44. As a result, the screw passage hole 24b of the bus bar 24 and the screw receiving hole 44b may be out of alignment with each other, and a phenomenon may occur in which they cannot be screwed together. Further, when the sensor bus bar 26 of the current sensor 30 (see FIG. 1) is fastened together, the rotated bus bar 24 and the sensor bus bar 26 may interfere with each other so that the two cannot be placed in the positional relationship of fastening both together. Alternatively, in order to tighten together, the three holes of the screw passage hole 26b (see FIG. 6) of the sensor bus bar 26, the screw passage hole 24b of the bus bar 24, and the screw receiving hole 44b must be aligned on the same axis. There is a phenomenon that some of the holes are not aligned and cannot be tightened together. Here, as shown in FIG. 2, the terminal 12 is closest to the bus bar 24 at the tip. In its natural shape, the terminal 12 is inclined with respect to the axial direction of the screw receiving hole 44b. More specifically, the terminal 12 in its natural shape is inclined in a direction closer to the screw receiving hole 44b as it protrudes from the housing 14. Hereinafter, a manufacturing method that can prevent the screw passing hole 24b of the bus bar 24 and the screw receiving hole 44b from being displaced by using the terminal 12 that is inclined as described above will be described.

図3を用いて位置決め工程について説明する。位置決め工程では、ネジ受入孔44bの位置に対してバスバ24のネジ通過孔24bの位置がずれないようにバスバ24の位置が固定される。先に述べたように、フランジ24cのY軸正側の面と、第2凹部14cのY軸負側の面は当接している。このため、バスバ24の筐体14に対するY軸方向の位置は、フランジ24cと第2凹部14cの当接している部位により決まる。図3に示すように、フランジ24cは、ネジ通過孔24bに近い部位に設けられている。ネジ通過孔24bに近い部位でバスバ24の筐体14に対する位置を決めることで、ネジ通過孔24bのネジ受入孔44bに対するばらつきを抑えることができる。また、バスバ24は、筐体14の平坦面22に当接する部位の上から第1加圧冶具50により筐体14に荷重F1で押し付けられている。これにより、バスバ24の位置は変位しない。位置決め工程では、バスバ24のネジ通過孔24bとネジ受入孔44bの位置を一致させることができる。 The positioning step will be described with reference to FIG. In the positioning step, the position of the bus bar 24 is fixed so that the position of the screw passage hole 24b of the bus bar 24 does not shift with respect to the position of the screw receiving hole 44b. As described above, the surface of the flange 24c on the Y axis positive side is in contact with the surface of the second recess 14c on the Y axis negative side. Therefore, the position of the bus bar 24 in the Y-axis direction with respect to the housing 14 is determined by the portion where the flange 24c and the second recess 14c are in contact with each other. As shown in FIG. 3, the flange 24c is provided near the screw passage hole 24b. By determining the position of the bus bar 24 with respect to the housing 14 at a portion near the screw passage hole 24b, it is possible to suppress variations in the screw passage hole 24b with respect to the screw receiving hole 44b. Further, the bus bar 24 is pressed against the housing 14 with a load F1 from above the portion contacting the flat surface 22 of the housing 14 by the first pressing jig 50. As a result, the position of the bus bar 24 is not displaced. In the positioning step, the screw passage hole 24b of the bus bar 24 and the screw receiving hole 44b can be aligned with each other.

また、図3に示すように、位置決め工程では、第2加圧冶具52がバスバ24の溶接部24aの先端をネジ受入孔44bから端子12に押し付ける方向に荷重F2を加えている。先に述べたように、端子12は銅板である。銅板である端子12は、荷重F2により、ネジ受入孔44bから離間する向きに変形する。 Further, as shown in FIG. 3, in the positioning step, the second pressing jig 52 applies a load F2 in the direction in which the tip of the welded portion 24a of the bus bar 24 is pressed against the terminal 12 from the screw receiving hole 44b. As described above, the terminal 12 is a copper plate. The terminal 12, which is a copper plate, is deformed by the load F2 in a direction away from the screw receiving hole 44b.

ここで、荷重F2は、端子12を弾性変形させる荷重である。荷重F2があまりにも大きく、端子12が塑性変形してしまった場合には、端子12には弾性力が発生せず、自然形状に戻らない。そのため後述する端子12によるモーメントM(図5参照)を発生させない。そのため、次に述べるように、端子12の変形が弾性変形する範囲内となるように受治具52aが用意される。図3に示すように、位置決め工程では、第2加圧冶具52の荷重F2を抑える受治具52aが端子12先端のY軸正側に設けられている。端子12の先端が図3に示す最大変位bまで移動すると、端子12は受治具52aと当接する。受治具52aは、端子12がそれ以上ネジ受入孔44bから離間する向きに変形することを防止する。受治具52aは、端子12の変形が弾性変形の範囲内にとどまるように、端子12の変形量を抑える。 Here, the load F2 is a load that elastically deforms the terminal 12. When the load F2 is too large and the terminal 12 is plastically deformed, no elastic force is generated in the terminal 12 and the terminal 12 does not return to its natural shape. Therefore, the moment M (see FIG. 5) due to the terminal 12 described later is not generated. Therefore, as described below, the receiving jig 52a is prepared so that the deformation of the terminal 12 is within the range of elastic deformation. As shown in FIG. 3, in the positioning step, a receiving jig 52a for suppressing the load F2 of the second pressure jig 52 is provided on the Y-axis positive side of the tip of the terminal 12. When the tip of the terminal 12 moves to the maximum displacement b shown in FIG. 3, the terminal 12 contacts the receiving jig 52a. The receiving jig 52a prevents the terminal 12 from being further deformed in a direction away from the screw receiving hole 44b. The receiving jig 52a suppresses the deformation amount of the terminal 12 so that the deformation of the terminal 12 remains within the elastic deformation range.

端子12が弾性変形する最大変位bは、端子12の降伏点ひずみをεy、端子12の長さL(図2参照)と、端子12の板厚tを用いて次の(式1)で求めることができる。
b=εyL2/3t・・・(式1)
位置決め工程では、自然形状の端子12の先端から式1により求められる最大変位bだけ離れた位置に受治具52aを配置することで、端子12の変形を弾性変形の範囲内にとどめることができる。
The maximum displacement b at which the terminal 12 elastically deforms is determined by the following (Equation 1) using the yield point strain of the terminal 12 as εy, the length L of the terminal 12 (see FIG. 2), and the plate thickness t of the terminal 12. be able to.
b=εyL 2 /3t (Equation 1)
In the positioning step, by arranging the receiving jig 52a at a position away from the tip of the naturally shaped terminal 12 by the maximum displacement b calculated by the equation 1, the deformation of the terminal 12 can be kept within the elastic deformation range. ..

図4を用いて溶接工程について説明する。先に述べたように、バスバ24は、第1加圧冶具50により筐体14に荷重F1で押し付けられている。また、第2加圧冶具52により溶接部24aの先端は端子12に押し付けられている。端子12は、溶接部24aに押されてネジ受入孔44bから離間する向きに弾性変形している。すなわち、溶接部24aと端子12の間には間隔a(図2参照)は存在せず、溶接部24aの先端と端子12の先端は接触している。溶接工程では、溶接部24aと端子12の先端の接触部分を溶接トーチにより溶接する。溶接により溶接部24aと端子12の先端の接触部分にビード46が生じる。ビード46は、溶接部24aと端子12の先端の接続状態を保持する。 The welding process will be described with reference to FIG. As described above, the bus bar 24 is pressed against the housing 14 with the load F1 by the first pressure jig 50. Further, the tip of the welded portion 24 a is pressed against the terminal 12 by the second pressure jig 52. The terminal 12 is elastically deformed in a direction in which the terminal 12 is pushed by the welding portion 24a and separated from the screw receiving hole 44b. That is, there is no gap a (see FIG. 2) between the welded portion 24a and the terminal 12, and the tip of the welded portion 24a and the tip of the terminal 12 are in contact with each other. In the welding process, the contact portion between the welded portion 24a and the tip of the terminal 12 is welded with a welding torch. A bead 46 is formed at the contact portion between the welded portion 24a and the tip of the terminal 12 by welding. The bead 46 holds the connection between the welded portion 24 a and the tip of the terminal 12.

図5を用いて開放工程について説明する。開放工程では、上述した第1加圧冶具50による荷重F1と、第2加圧冶具52による荷重F2を開放する。荷重F2が開放されると、端子12には内部応力により自然形状に戻ろうとする荷重F3が生じる。荷重F3は、端子12の先端部を介して溶接部24aの先端に伝わり、バスバ24を反時計回りに回転させるモーメントMを生じさせる。モーメントMは、バスバ24を筐体14に押し付ける。モーメントMがバスバ24を筐体14に押し付けるため、荷重F1を開放してもバスバ24の位置は変位しない。先に述べたように、位置決め工程では、ネジ受入孔44bの位置と、バスバ24のネジ通過孔24bの位置が一致するようにバスバ24は配置されている。バスバ24の溶接部24aと端子12を溶接工程で溶接した後、第1、第2加圧冶具の荷重F1、F2を開放してもモーメントMがバスバ24を筐体14に押付けるためバスバ24の位置は変位しない。すなわち、本明細書が開示する製造方法によれば、ネジ通過孔24bとネジ受入孔44bの位置が一致している状態で、バスバ24を筐体14に押し付ける方向の残留応力を端子12に発生させることによって、バスバ24のネジ通過孔24bと筐体14のナットに設けられているネジ受入孔44bがずれることを防止することができる。 The opening step will be described with reference to FIG. In the releasing step, the load F1 applied by the first pressure jig 50 and the load F2 applied by the second pressure jig 52 are released. When the load F2 is released, a load F3 that tries to return to the natural shape is generated in the terminal 12 due to internal stress. The load F3 is transmitted to the tip of the welded portion 24a via the tip of the terminal 12 and produces a moment M that rotates the bus bar 24 counterclockwise. The moment M pushes the bus bar 24 against the housing 14. Since the moment M presses the bus bar 24 against the housing 14, the position of the bus bar 24 is not displaced even if the load F1 is released. As described above, in the positioning step, the bus bar 24 is arranged so that the position of the screw receiving hole 44b and the position of the screw passing hole 24b of the bus bar 24 match. After welding the welded portion 24a of the bus bar 24 and the terminal 12 in the welding process, the moment M presses the bus bar 24 against the housing 14 even if the loads F1 and F2 of the first and second pressing jigs are released. The position of does not change. That is, according to the manufacturing method disclosed in this specification, residual stress in the direction of pressing the bus bar 24 against the housing 14 is generated in the terminal 12 in a state where the screw passage hole 24b and the screw receiving hole 44b are aligned with each other. By doing so, it is possible to prevent the screw passage hole 24b of the bus bar 24 and the screw receiving hole 44b provided in the nut of the housing 14 from being displaced.

図6を用いて締結工程について説明する。締結工程では、荷重F1とF2(図4参照)を開放した状態で、バスバ24のネジ通過孔24bに対向するように、電流センサ30(図1参照)のセンサバスバ26が上方から配置される。その後、上部開口38(図1参照)と中部開口40(図1参照)を通過したボルト28が、上方から締結される。先に述べたように、端子12がバスバ24の溶接部24aを押すことでモーメントMを発生させ、バスバ24を筐体14に押し付けている。このため、バスバ24のネジ通過孔24bが設けられている部位がネジ受入孔44bから離間する方向に変位することがない。そのため、バスバ24がセンサバスバ26と干渉することを防止することができる。また、先に述べたように、位置決め工程で合わせた位置からも変位しない。そのため、ネジ受入孔44bと、バスバ24のネジ通過孔24bと、センサバスバ26のネジ通過孔26bの位置ずれを防止することができる。 The fastening process will be described with reference to FIG. In the fastening step, the sensor bus bar 26 of the current sensor 30 (see FIG. 1) is arranged from above so as to face the screw passage hole 24b of the bus bar 24 with the loads F1 and F2 (see FIG. 4) opened. Then, the bolt 28 that has passed through the upper opening 38 (see FIG. 1) and the middle opening 40 (see FIG. 1) is fastened from above. As described above, the terminal 12 pushes the welded portion 24 a of the bus bar 24 to generate the moment M, and the bus bar 24 is pressed against the housing 14. Therefore, the portion of the bus bar 24 where the screw passage hole 24b is provided is not displaced in the direction away from the screw receiving hole 44b. Therefore, it is possible to prevent the bus bar 24 from interfering with the sensor bus bar 26. Further, as described above, it is not displaced from the position adjusted in the positioning process. Therefore, it is possible to prevent the screw receiving hole 44b, the screw passage hole 24b of the bus bar 24, and the screw passage hole 26b of the sensor bus bar 26 from being displaced.

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。バスバ24と筐体14の位置を合わせる方法はフランジと凹部の係合に限定されない。他の形状の係合により位置を合わせても良いし、冶具を用いて位置を合わせてもよい。また、ナット44を用いず、ネジ受入孔を筐体に設けてもよい。 Points to be noted regarding the technique described in the embodiment will be described. The method of aligning the positions of the bus bar 24 and the housing 14 is not limited to the engagement of the flange and the recess. The position may be adjusted by engaging with another shape, or the position may be adjusted by using a jig. Further, the screw receiving hole may be provided in the housing without using the nut 44.

また、実施例においては、受治具52aにより端子12の変位を管理することで端子12を弾性変形させているが、本明細書が開示する技術はこれに限定されない。例えば、最大変位bから求めた荷重Fを用いることで、端子12を弾性変形させてもよい。ここで、端子12を構成する銅のヤング率をE、端子12の幅をwとすると、
F=bEwt3/4L3・・・(式2)となる。受治具52aを用いず、このように求めた荷重Fを溶接部24aを介して端子12に加えることで、端子12をネジ受入孔44bから離間する向きに弾性変形させてもよい。
Further, in the embodiment, the terminal 12 is elastically deformed by managing the displacement of the terminal 12 by the receiving jig 52a, but the technique disclosed in this specification is not limited to this. For example, the terminal 12 may be elastically deformed by using the load F obtained from the maximum displacement b. Here, when the Young's modulus of the copper forming the terminal 12 is E and the width of the terminal 12 is w,
F=bEwt 3 /4L 3 (Equation 2). The terminal 12 may be elastically deformed in a direction away from the screw receiving hole 44b by applying the load F thus obtained to the terminal 12 via the welded portion 24a without using the receiving jig 52a.

本明細書は電気機器の製造方法を開示するが、電気機器は、電力変換装置2に限定されない。筐体14もリアクトル10の筐体に限定されない。 Although the present specification discloses a method for manufacturing an electric device, the electric device is not limited to the power conversion device 2. The housing 14 is also not limited to the housing of the reactor 10.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Specific examples of the present invention have been described above in detail, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in the present specification or the drawings exert technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. Further, the technique illustrated in the present specification or the drawings can simultaneously achieve a plurality of purposes, and achieving the one purpose among them has technical utility.

2:電力変換装置
4:アッパーケース
6:ロアケース
8、20、28、32:ボルト
10:リアクトル
12:端子
14:筐体
14b:第1凹部
14c:第2凹部
16、36:ボス
18:脚部
22:平坦部
24:バスバ
24a:溶接部
24b、26b:ネジ通過孔
24c:フランジ
26:センサバスバ
30:電流センサ
34:センサ固定部
38:上部開口
40:中部開口
42:中仕切
44:ナット
44b:ネジ受入孔
46:ビード
50:第1加圧冶具
52:第2加圧冶具
52a:受治具
F1、F2、F3:荷重
M:モーメント
b:最大変位
2: Power converter 4: Upper case 6: Lower case 8, 20, 28, 32: Bolt 10: Reactor 12: Terminal 14: Housing 14b: First recess 14c: Second recess 16, 36: Boss 18: Leg 22: Flat part 24: Bus bar 24a: Welded parts 24b, 26b: Screw passage hole 24c: Flange 26: Sensor bus bar 30: Current sensor 34: Sensor fixing part 38: Upper opening 40: Middle opening 42: Partition 44: Nut 44b: Screw receiving hole 46: Bead 50: First pressing jig 52: Second pressing jig 52a: Receiving jigs F1, F2, F3: Load M: Moment b: Maximum displacement

Claims (1)

外部に突出している端子とネジ受入孔を備えている筐体と、前記端子に溶接する溶接部とネジ通過孔を備えているバスバを備えており、
前記端子は、その自然形状において前記筐体から突出するほど前記ネジ受入孔に接近する方向に傾斜しており、前記バスバを前記ネジ受入孔から前記端子に押し付ける方向の力を加えることによって前記突出端が前記ネジ受入孔から離間する向きに弾性変形するものであり、
前記端子に前記溶接部が溶接されているとともに前記ネジ通過孔と前記ネジ受入孔にネジが締め付けられている電気機器の製造方法であり、
前記バスバに、前記バスバを前記筐体に押し付ける方向成分と前記バスバを前記ネジ受入孔から前記端子に押し付ける方向成分を持つ力を加えて、前記ネジ通過孔と前記ネジ受入孔の位置を一致させる工程と、
前記バスバに前記力を加えた状態で、前記端子と前記溶接部を溶接する工程と、
前記力を開放する工程と、
前記力を開放した状態で、前記ネジ通過孔と前記ネジ受入孔にネジ止めする工程を備えている、電気機器の製造方法。
A housing provided with a terminal projecting to the outside and a screw receiving hole, and a bus bar provided with a welding portion to be welded to the terminal and a screw passage hole,
In its natural shape, the terminal is inclined in a direction closer to the screw receiving hole as it protrudes from the housing, and the protrusion is obtained by applying a force in a direction of pressing the bus bar from the screw receiving hole to the terminal. The end is elastically deformed in a direction away from the screw receiving hole,
A method of manufacturing an electric device, wherein the welding portion is welded to the terminal and screws are tightened in the screw passage hole and the screw receiving hole,
A force having a directional component that pushes the busbar against the housing and a directional component that pushes the busbar from the screw receiving hole toward the terminal are applied to the bus bar to match the positions of the screw passage hole and the screw receiving hole. Process,
Welding the terminal and the welded portion while applying the force to the bus bar;
Releasing the force,
A method of manufacturing an electric device, comprising a step of screwing the screw passing hole and the screw receiving hole with the force released.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3939461A1 (en) 2020-07-14 2022-01-19 ASICS Corporation Shoe sole and shoe

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