JP2020162293A - バスバー装置、モータ、及びバスバー装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】材料歩留まりのよいバスバー装置、モータ、及びバスバー装置の製造方法を提供する。【解決手段】バスバー装置は、外部装置と接続されるバスバーと、絶縁部材からなりバスバーを保持する保持部材とを備え、バスバーは、外部装置に接続される端子部と、端子部に連続する中間部と、中間部に連続する接続部とを有し、中間部は、第1軸方向に延びる縁部を有しており、端子部は、縁部から延び、接続部は、端子部から離れるとともに、縁部から延び、端子部の厚み方向は、第1軸に対して交差する第2軸に沿っており、接続部の厚み方向は、第2軸に交差する。【選択図】図2
Description
本発明は、バスバー装置、モータ、及びバスバー装置の製造方法に関する。
ステータから引き出されるコイル線と外部装置などの接続対象とを接続するバスバー装置が周知である。
特許文献1に記載のバスバー装置は、複数のバスバーと、これら複数のバスバーを保持するバスバーホルダとを備える。バスバーホルダは、ステータに取り付けられる。バスバーは、外部装置などの接続対象と接続される端子部とステータから引き出されるコイル線に接続される接続部とを有する。このようなバスバーは、例えば導電性を有する金属の板材をプレス加工することにより打ち抜かれることにより製造される。
このようなバスバー装置においては、他のバスバーとの電気的な導通を回避するため、バスバーの形状が複雑になりやすく、捨て材が多く発生していた。
本発明の目的は、材料歩留まりのよいバスバー装置、モータ、及びバスバー装置の製造方法を提供することにある。
上記課題を解決するバスバー装置は、外部装置と接続されるバスバーと、絶縁部材からなり前記バスバーを保持する保持部材とを備え、前記バスバーは、前記外部装置に接続される端子部と、前記端子部に連続する中間部と、前記中間部に連続する接続部とを有し、前記中間部は、第1軸方向に延びる縁部を有しており、前記端子部は、前記縁部から延び、前記接続部は、前記端子部から離れるとともに、前記縁部から延び、前記端子部の厚み方向は、前記第1軸に対して交差する第2軸に沿っており、前記接続部の厚み方向は、前記第2軸に交差する。
上記課題を解決するモータは、ステータと、前記ステータに対して相対回転可能に支持されるロータと、上記バスバー装置と、を備え、前記バスバーは、前記外部装置と、前記ステータに設けられるコイルから引き出される引き出し線との間を接続する。
上記課題を解決するバスバー装置の製造方法は、外部装置と前記ステータに設けられるコイルから引き出される引き出し線との間を接続するバスバーと、絶縁部材からなり前記バスバーを保持する保持部材と、を備え、前記バスバーは、前記外部装置に接続される端子部と、前記端子部に連続する中間部と、前記中間部に連続する接続部とを有し、前記中間部は、第1軸方向に延びる縁部を有しており、前記端子部は、前記縁部から延び、前記接続部は、前記端子部から離れるとともに、前記縁部から延び、前記端子部の厚み方向は、前記第1軸に対して交差する第2軸に沿っており、前記接続部の厚み方向は、前記第2軸に交差するものであって、導電性を有する板材から、前記端子部、前記中間部、及び前記接続部の元となる素材を打ち抜く打ち抜き工程と、前記素材を折り曲げて、前記バスバーを形成する折り曲げ工程と、を有する。
本発明によれば、材料歩留まりのよいバスバー装置、モータ、及びバスバー装置の製造方法を提供することができる。
以下、バスバー装置及びモータの一実施形態を図面にしたがって説明する。なお、以下の説明において、中心軸J(図1参照)に平行な方向を単に「軸方向」と呼び、中心軸Jを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Jを中心とする周方向、すなわち、中心軸Jの軸周りを単に「周方向」と呼ぶ。なお、各方向は、単に説明のために用いられる方向であって、バスバー装置、及びモータの使用時および流通時の姿勢を限定するものではない。また、径方向が第1軸方向に、周方向が第2軸方向に、軸方向が第3軸方向に、それぞれ相当する。なお、各図面において、軸方向一方側を「+J」、軸方向他方側を「−J」、径方向内側を「+R」、径方向外側「−R」、周方向一方側を「+C」、周方向他方側を「−C」と、それぞれ記載する。
図1は、本実施形態のモータの分解斜視図である。図1に示すように、モータ1は、円筒状のハウジング2と、ハウジング2の内周面に固定されるステータ3と、ステータ3の内側に収容され当該ステータ3に対して相対回転可能に軸支されるロータ4と、を備える。ロータ4は、中心軸Jに沿って延びるシャフト5を有する。
図1に示すように、ハウジング2の軸方向一方側は、開口する。バスバー装置10は、ハウジング2の開口部に取り付けられており、当該開口部を閉塞する。すなわち、モータ1は、バスバー装置10を備える。なお、本実施形態においては、ベアリングホルダの上側にバスバー装置10が備えられる。また、バスバー装置10を備えるモータ1は、例えば、パワーステアリング装置に取り付けられて電動パワーステアリング装置を構成する。電動パワーステアリング装置は、モータ1の駆動力により、ステアリング操作をアシストする。
<バスバー装置>
図2は、本実施形態のバスバー装置を軸方向一方側から見た斜視図である。図2に示すように、バスバー装置10は、バスバー20と、導電部材30と、これらバスバー20及び導電部材30を保持するホルダ40と、を備える。
図2は、本実施形態のバスバー装置を軸方向一方側から見た斜視図である。図2に示すように、バスバー装置10は、バスバー20と、導電部材30と、これらバスバー20及び導電部材30を保持するホルダ40と、を備える。
<ホルダ>
ホルダ40は、例えばPBT(ポリブチレンテレフタラート)などの絶縁性を有する材料で形成される。ホルダ40は、第1環状部41と、第2環状部42と、3つの第1連結部43と、3つの第2連結部44とを有する。ホルダ40は、保持部材に相当する。
ホルダ40は、例えばPBT(ポリブチレンテレフタラート)などの絶縁性を有する材料で形成される。ホルダ40は、第1環状部41と、第2環状部42と、3つの第1連結部43と、3つの第2連結部44とを有する。ホルダ40は、保持部材に相当する。
第1環状部41は、中心軸Jを中心とする円環状の板部である。第1環状部41の板面は、中心軸Jと直交する方向に広がる。第1環状部41の板厚は、一定である。なお、第1環状部41の軸方向一方側の板面が平面部に相当する。
図3は、本実施形態のバスバー装置を径方向外側から見た側面図である。図2及び図3に示すように、第2環状部42は、中心軸Jを中心とする筒体である。第2環状部42は、第1環状部41の内側に位置する。第2環状部42の軸方向寸法は、第1環状部41の板厚よりも長い。第2環状部42は、第1環状部41に対して軸方向一方側及び他方側に突出する。なお、本実施形態において、第2環状部42の内形は円形である。第2環状部42において、軸方向中央部より軸方向一方側の外形は正六角形である。また、第2環状部42において、軸方向中央部より軸方向他方側の外形は円形である。
図2に示すように、3つの第1連結部43は、それぞれ中心軸Jと直交する方向に延びている。3つの第1連結部43は、互いに交差することなくそれぞれが延びる方向の端部において環状部41の異なる2か所と接続される。また、3つの第1連結部43は、それぞれが延びる方向の中央部において第2環状部42と接続される。3つの第1連結部43の板面は中心軸Jと直交する方向に広がる。第1連結部43の板厚は第1環状部41の板厚よりも厚い。第1連結部43の板厚は第2環状部材42の板厚より薄い。
3つの第2連結部44は、それぞれ中心軸Jと直交する方向に延びている。3つの第2連結部44は、互いに交差することなくそれぞれが延びる方向の端部において環状部41の異なる2か所と接続される。また、3つの第2連結部44は、それぞれが延びる方向の中央部において第2環状部42と接続される。各第2連結部44は、それぞれ3つの第1連結部43のうちの2つと交差する。なお、3つの第2連結部44の板面は中心軸Jと直交する方向に広がっている。第2連結部材44の板厚は第1連結部材43の板厚よりも厚い。
図4は、本実施形態のバスバー装置を軸方向他方側から見た斜視図である。図2及び図4に示すように、軸方向において、3つの第1連結部43及び3つの第2連結部44における軸方向他方側の板面と、第1環状部41における軸方向他方側の板面とは、同じ位置である。すなわち、軸方向において、3つの第1連結部43及び3つの第2連結部44におけるステータ3側の板面と、第1環状部41におけるステータ3側の板面とは、同じ位置である。したがって、3つの第1連結部43における軸方向一方側の板面は、第1環状部41の軸方向一方側の板面より、軸方向一方側に突出する。すなわち、3つの第1連結部43におけるステータ3とは反対側の板面は、第1環状部41におけるステータ3側の板面より、軸方向一方側に突出する。また、3つの第2連結部44における軸方向一方側の板面は、第1連結部43の軸方向一方側の板面より、軸方向一方側に突出する。
3つの第1連結部43と3つの第2連結部44とが交差することにより、ホルダ40は、第1環状部41と第2環状部42との間に、軸方向に貫通する12個の貫通孔45を有する。これら12個の貫通孔45は、周方向に並んでいる。
図2に示すように、第1環状部41は、平面部に相当する軸方向一方側の板面から突出する対向部46を有する。対向部46は、中心軸Jの周方向において対向する一対の支持部47a,47bにより構成される。ここでは、周方向一方側の支持部を第1支持部47aと規定し、周方向他方側の支持部を第2支持部47bと規定する。第1支持部47aは、第2支持部47bに対して径方向外側に位置ずれする。ホルダ40は、対向部46を3組有する。これら3組の対向部46は、中心軸Jを中心として、周方向に等角度間隔に設けられる。正確には、3つの第1支持部47aは、中心軸Jを中心として、周方向に等角度間隔に設けられている。3つの第2支持部47bは、中心軸Jを中心として、周方向に等角度間隔に設けられる。
支持部47a及び支持部47bの互いに他に対する対向面は、それぞれ軸方向に沿って延びる矩形状の板面である。支持部47a及び支持部47bの板面同士は、互いに平行である。
<導電部材>
図2に示すように、導電部材30は、3つの第1導電部材31と、3つの第2導電部材32とを有する。第1導電部材31及び第2導電部材32は、中間導電部材に相当する。
図2に示すように、導電部材30は、3つの第1導電部材31と、3つの第2導電部材32とを有する。第1導電部材31及び第2導電部材32は、中間導電部材に相当する。
3つの第1導電部材31は、第1連結部材43よりも小さい板幅及び板厚を有する板材である。3つの第1導電部材31は、それぞれ対応する第1連結部材43に沿って延びるとともに当該第1連結部材43にインサートモールドされている。3つの第1導電部材31は、それぞれ第1接合端部31aと、第11及び第12コイル用接続端部31b,31cと、を有する。
第1接合端部31aは、第1導電部材31の延びる方向における一方側の端部に形成される。第1接合端部31aは、第1導電部材31の他の部位における板幅より大きい直径を有する円板状である。第1接合端部31aは、第1連結部43の端部から露出する。第1接合端部31aにおける軸方向一方側の面は、第1環状部41における軸方向一方側の面と滑らかに連続する。
第11コイル用接合端部31bは、第1導電部材31の延びる方向において第1接合端部31aとは反対側の端部に形成されている。第11コイル用接合端部31bの先端部は径方向に二股に分かれている。第11コイル用接合端部31bは、第1連結部43から周方向一方側に突出する。すなわち、第11コイル用接合端部31bは、貫通孔12に突出する。
第12コイル用接合端部31cは、第1導電部材31の延びる方向における中央部、すなわち、接合端部31aと第1コイル用接続端部31bとの間から周方向一方側に向かって突出する部位である。第12コイル用接合端部31cの先端部は径方向に二股に分かれている。第12コイル用接合端部31cは、第1連結部材43から周方向一方側に突出する。すなわち、第12コイル用接合端部31cは、第11コイル用接合端部31bが突出する貫通孔12とは異なる貫通孔12に突出する。
3つの第2導電部材32は、第1導電部材31と同等の板幅及び板厚を有する板材である。したがって、3つの第2導電部材32の板幅及び板厚は、第2連結部材44よりも小さい。3つの第2導電部材32は、それぞれ対応する第2連結部材44に沿って延びるとともに当該第2連結部材44にインサートモールドされている。軸方向において、第2導電部材32は、第1導電部材31の板厚分だけ第1導電部材31よりも軸方向一方側に位置する。3つの第2導電部材32は、それぞれ第2接合端部32aと、第21及び第22コイル用接続端部32b,32cと、を有する。
第2接合端部32aは、第2導電部材44の延びる方向における一方側の端部に形成されている、第2接合端部32aは、第2導電部材44の他の部位における板幅より大きい直径を有する円板状である。第2接合端部32aは、第2連結部材44の端部から露出する。第2接合端部32aにおける軸方向一方側の面は、第2環状部42における軸方向一方側の面と滑らかに連続する。
第21コイル用接合端部32bは、第2導電部材44の延びる方向における第2接合端部32aとは反対側の端部に形成されている。第21コイル用接合端部32bの先端部は径方向に二股に分かれている。第21コイル用接合端部32bは、第2連結部材44から中心軸Jの周方向一方側に突出する。すなわち、第21コイル用接合端部32bは、貫通孔12に突出する。
第22コイル用接合端部32cは、第2導電部材32の延びる方向における中央部、すなわち、第2接合端部32aと第21コイル用接続端部32bとの間から周方向一方側に向かって突出する部位である。第22コイル用接続端部32の先端部は径方向に二股に分かれている。第22コイル用接合端部32cは、第2連結部44から周方向一方側に突出する。すなわち、第22コイル用接合端部32cは、第21コイル用接合端部32bが突出する貫通孔12とは異なる貫通孔12に突出する。
中心軸J回りの周方向において、各第1及び第2接合端部31a,32aは、それぞれ等角度間隔に設けられる。一組の第1接合端部31aと第2接合端部32aとは、周方向において対向部46を挟んでいる。より詳細には、一組の第1接合端部31aと第2接合端部32aとは、それぞれ中心軸Jを中心としたときの対向部46における接線方向に延びている。なお、支持部47aと第1接合端部31aとの間の長さと、支持部47bと第2接合端部32aとの間の長さとは、同じである。
中心軸Jから各コイル用接合端部31b,31c,32b,32cまでの間の距離は、互いに等しい。また、中心軸J回りの周方向において、各コイル用接合端部31b,31c,32b,32cは、等角度間隔に設けられる。図1に示すように、各コイル用接合端部31b,31c,32b,32cは、それぞれステータ3から引き出されるコイルの各端部6と接合される。
<バスバー>
次に、バスバー20について説明する。
<バスバー>
次に、バスバー20について説明する。
図2に示すように、バスバー装置10は、3つのバスバー20を備える。なお、3つのバスバー20は、中心軸Jを中心として等角度間隔に設けられることを除き、同様の構成であるため、特に区別することなく説明する。
図5は、本実施形態のバスバーの斜視図である。図5に示すように、バスバー20は、端子部21と、一対の中間部22a,22bと、一対の接続部23a,23bと、を備える。
図2及び図5に示すように、軸方向一方側からバスバー20を見た場合、中間部22aは、対向部46の中央から径方向内側に延びる板状の第1中間部221aと、第1中間部221aの径方向内側の先端部から周方向一方側に延びる板状の第2中間部222a、第2中間部222aの周方向内側の先端部から径方向外側に延びる板状の第3中間部223aと、を有する。中間部22bは、対向部46の中央から径方向外側に延びる板状の第1中間部221bと、第1中間部221bの径方向外側の先端部から周方向他方側に延びる板状の第2中間部222b、第2中間部222bの周方向内側の先端部から径方向内側に延びる板状の第3中間部223aと、を有する。中間部22aの第1中間部221aの板面と中間部22bの第1中間部221bの板面とは、滑らかに連続する。中間部22aと中間部22bとは、軸方向において同じ位置にある。
第1中間部221a,221bは、対向部46、すなわち第1支持部47aと第2支持部47bと間に挟まれる。周方向において、第1中間部221aと第1支持部47aとが対向する。周方向において、第1中間部221bと第2支持部47bとが対向する。第1中間部221aにおける径方向内側の先端部は、第1支持部47aの径方向内側の縁部よりも径方向内側に位置する。第1中間部221bにおける径方向外側の先端部は、第1支持部47aの径方向外側の縁部よりも径方向外側に位置する。なお、第1中間部221a,221bの板面は、周方向に対して直交する。第1中間部221a,221bの軸方向他方側の縁部は、ホルダ40と接している。より正確には、第1中間部221a,221bの軸方向他方側の縁部は、第1環状部41の軸方向一方側の面と接する。
第2中間部222aは、支持部47aに対して径方向内側に位置する。第2中間部222bは、支持部47bの径方向外側に位置する。第2中間部222a,222bは、径方向において対向部46を挟む。第2中間部222a,222bの板面は、径方向に対して直交する。
第3中間部223aは、支持部47aに対して周方向一方側に位置する。第3中間部223bは、支持部47bに対して周方向他方側に位置する。第3中間部223a,223bは、周方向において対向部46を挟む。また、第1中間部221aと第3中間部223aとは、周方向において支持部47aを挟む。さらに、第1中間部221bと第3中間部223bとは、周方向において支持部47bを挟む。第3中間部223a,223bの板面は、周方向に対して直交している。第3中間部223a,223bの板面は、第1中間部221a,221bの板面と平行である。第1軸方向に沿って見た場合、一対の中間部22a,22bは、全体としてS字状をなす。なお、一対の中間部22a,22bの板幅、すなわち軸方向長さは一定である。一対の中間部22a,22bは、端子部21に対して点対称である。軸方向他方側における中間部22a,22bの縁部は、第1環状部41の軸方向一方側の板面に接する。すなわち、中間部22a,22bは、平面部に相当する第1環状部41の軸方向一方側の板面に沿って配置される。なお、中間部22a,22bにおける軸方向一方側の縁部を縁部25と規定する。縁部25は、第1中間部221a,221b、第2中間部222a,222b、及び第3中間部223a,223bの全体である。すなわち、縁部25とは、中間部22a,22bにおいて軸方向と直交する方向に広がる面を指す。縁部25とは、次に詳細に説明する端子部21及び接続部23a,23bとの境界部分である。
端子部21は、第1中間部221a,221bの軸方向一方側の縁部25から軸方向一方側に延びる板状の部位である。端子部21は、縁部25から軸方向一方側に延びる第1端子部21aと、第1端子部21aの先端部から第1軸方向に延びる第2端子部21bとを有する。端子部21は、対向部46に挟まれている。第1端子部21a及び第2端子部21bの板面は周方向に対して直交する。端子部21の厚み方向は周方向である。第1端子部21a及び第2端子部21bの板面は、第1中間部221a,221bの板面と滑らかに連続する。
第2端子部21bは、第1端子部21aに対して径方向外側に位置がずれている。径方向において、第1端子部21aと第2端子部21bとの位置ずれ寸法は、中間部22a,22bの板厚に等しい。これにより、軸方向において、第2端子部21bと、第2中間部222bとが重なる。第2端子部21bがより径方向外側に位置する分、中心軸Jの周辺スペースを確保することができる。第2端子部21bの先端部は、図示しない外部装置に接続される。外部装置とは、例えば、電動パワーステアリング装置の制御基板である。また、外部装置は、電源回路または電力変換装置を有する制御基板であってもよい。すなわち、端子部21は、制御基板に接続される。外部装置から電力が供給されることにより、モータ1が駆動される。
なお、端子部21の板幅、すなわち径方向における長さは、中間部22a,22bの板幅の2倍以上が望ましい。また、端子部21は、対向部46の軸方向一方側の端部より軸方向一方側に突出する。
接続部23aは、第3中間部223aの軸方向一方側の縁部25から周方向一方側に延びる第1接続部231aと、第1接続部231aの先端部から軸方向他方側に延びる第2接続部232aと、第2接続部232aの先端部から周方向一方側に延びる第3接続部233aと、を有する。接続部23bは、第3中間部223bの軸方向一方側の縁部25から周方向他方側に延びる第1接続部231bと、第1接続部231bの先端部から軸方向他方側に延びる第2接続部232bと、第2接続部232bの先端部から周方向他方側に延びる第3接続部233bと、を有する。
第1接続部231a,231bの板面、及び第3接続部233a,233bの板面は、軸方向に対して直交する。第1接続部231a,231b、及び第3接続部233a,233bの厚み方向は軸方向である。第2接続部232a,232bの板面は、周方向に対して直交している。第2接続部232a,232bの板面は、端子部21、第1中間部221a,221b、及び第3中間部223a,223aの各板面に対して平行である。第2接続部232a,232bの厚み方向は、周方向である。
第3接続部233a,233bの先端部は、接続部23他の部位における板幅よりも大きい直径を有する円板状のバスバー接合端部234a、234bである。バスバー接合端部234a,234bの直径は、第1及び第2接合端部31a,32aの直径よりも小さく設定される。
軸方向において、第2接続部232bの軸方向長さは、第2接続部232aの軸方向長さよりも第2導電部材32の板厚分だけ短い。バスバー接合端部234aの軸方向他方側の面は、第1接合端部31aの軸方向一方側の面と重なっている。バスバー接合端部234bの軸方向他方側の面は、第2接合端部32aの軸方向一方側の面と重なっている。バスバー接合端部234aと第1接合端部31aとは、例えばプロジェクション溶接により接合される。バスバー接合端部234bと第2接合端部32aとは、例えばプロジェクション溶接により接合される。なお、接続部23a,23bの板幅は、中間部22a,22bの板幅と等しい。
なお、バスバー20の各部の配置状態を示す縦置きとは、板面が軸方向と平行な位置関係で配置されることを指す。バスバー20の各部の配置状態を示す横置きとは、板面が軸方向と交差する位置関係、とくに直交する位置関係で配置されることを指す。本実施形態において、バスバー20は、端子部21及び中間部22a,22bが縦置き、接続部23a,23bが横置きとなる配置である。
このように、バスバー20は、中間部22a,22bと接続部23a,23bとの境界部分が折れ曲がっている。より正確には、第3中間部223a,223bと第1接続部231,231bとの境界部Bが折れ曲がっている。さらには、第1接続部231,231bと第2接続部232a,232bとの境界部B、及び第2接続部232a,232bと第3接続部233a,233bとの境界部Bが、それぞれ折れ曲がっている。すなわち、中間部は、端子部が連続する第1中間部と、接続部が連続する第2中間部とを有し、さらに第1中間部と第2中間部との間に少なくとも1か所の折れ曲がる境界部を有する。境界部Bでは、境界部Bにおける変形により、応力が減少する。このため、図示しない外部装置と端子部21との接続が解消される場合などバスバー20に対して軸方向にかかる応力が入力されても、接続部23a,23bにかかる力が小さくなる。したがって、接続部23a,23bと第1導電部材31及び第2導電部材32との接続状態が解消されにくい。
また、第1中間部221a,221bと第2中間部222a,222bとの境界部B、及び第2中間部222a,222bと第3中間部223a,223bとの境界部Bが、それぞれ折れ曲がっている。このため、バスバー20に対して径方向にかかる応力が入力されても、接続部23a,23bにかかる力が小さくなる。したがって、接続部23a,23bと第1導電部材31及び第2導電部材32との接続状態が解消されにくい。すなわち、中間部22a,22bは、端子部21が連続する第1中間部221a,221bと、接続部23a,23bが連続する第3中間部223a,223bとを有し、さらに第1中間部221a,221bと第3中間部223a,223bとの間に境界部Bを有する。
バスバー20を備えるバスバー装置10は、電動パワーステアリング装置に使用されるモータ1に取り付けられる。例えば、制御基板やモータ1など、電動パワーステアリング装置の各構成は、電流が供給されたり、モータ1が駆動したり、外部環境に起因したりして熱が入力されたり放出されたりする。すなわち、電動パワーステアリング装置の各構成は、入力されたり放出されたりする熱に起因する熱膨張や熱収縮する。しかしながら、電動パワーステアリング装置の各構成は、使用されている金属材料が異なる。すなわち、電動パワーステアリング装置の各構成は、線膨張係数が異なるため、変形量や移動量が異なる。このため、電動パワーステアリング装置の各構成における変形や移動は、制御基板とモータ1との間を接続するバスバー20にも入力される。すなわち、バスバー20は、外力を受ける。しかしながら、バスバー20は、上記のように、折れ曲がっている境界部Bを有しているため、接続部21の先端部は、バスバー接合端部234a,234bに対して、軸方向、径方向、及び周方向に移動可能である。このように、バスバー20は、折れ曲がっている境界部Bを有するフレキシブル構造を採用しているため、バスバー20が接続される制御基板に入力される応力を緩和している。
また、端子部21の板幅は、中間部22a,22bの板幅の2倍以上がのぞましい。このため、バスバー20、バスバー装置10、ひいてはモータ1における電流損失が抑制され、ひいては発熱が抑制される。
さらに、バスバー20が周方向に延びることにより、バスバー20に対して径方向内側に導電部材を配置するスペースを広く確保することができる。特に端子部21の板面が向く方向と、接続部23が延びる方向が同じであるため、全体を小さくすることができる。言い換えると、端子部21の板面と接続部23の板面とは、ねじれの位置となる位置関係である。
次に、バスバー20の製造方法について説明する。
図6は、本実施形態において、導電性の板材から打ち抜かれ、バスバーとなる素材、すなわち端子部、中間部、及び接続部の元となる素材の配置状態を示す平面図である。図6に示すように、まず、導電性を有する金属板材Pからバスバー20の素材M1が打ち抜かれる打ち抜き工程が行われる。当該打ち抜き工程では、複数の素材M1を一度に打ち抜く。なお、端子部21は、図6中の上下方向に延びている。端子部21の板幅方向は、図6中の左右方向である。中間部22a,22bは、図6中の左右方向に延びている。中間部22a,22bの板幅方向は、図6中の上下方向である。端子部23a、23bは、図6中の上下方向に延びている。端子部23a、23bの板幅方向は、図6中の左右方向である。
詳述すると、素材M1は、複数の素材M1同士が連結片Lにより連結された状態で打ち抜かれる。すなわち、バスバー20は、複数個が共通の板材Pから打ち抜かれるものである。打ち抜かれる際、複数の素材M1は、一の素材M1における端子部21と接続部23a,23bとの間に、他の素材M1における接続部23a,23bが挟まれる状態である。また、一の素材M1における端子部21が、他の素材M1における接続部23aとこれとは別の他の素材M1における接続部23bの間に挟まれる状態で、複数の素材M1は、金属板材から打ち抜かれる。これは、図6に示すように、板材Pから打ち抜かれる素材M1において、接続部21、中間部22a、及び接続部23aがU字状に形成されていることに起因する。また、素材M1において、接続部21、中間部22b、及び接続部23bがU字状に形成されていることに起因する。さらに、次の長さ関係が満たされるからである。すなわち、素材M1において、端子部21における延びる方向(図6中の上下方向)の長さと中間部22a,22bにおける板幅方向(図6中の上下方向)の長さとを足し合わせた長さは、接続部23a,23bにおける延びる方向(図6中の上下方向)の長さと中間部22a,22bにおける板幅方向(図6中の上下方向)の長さとを足し合わせた長さよりも長い。また、一の素材M1において、端子部21と接続部23a,23bとの間(図6中の左右方向)の長さは、接続部23a,23bの先端に設けられるバスバー接合端部234a,234bの直径よりも長い。
このように、素材M1において、中間部22a,22bが延びる方向である径方向において、端子部21と接続部23,23bとが並んでいる。すなわち、素材M1は、少なくともU字が形成される状態で打ち抜かれる。一の素材M1において無駄になる一の素材M1における端子部21と接続部23a,23bとの間の部位は、他の素材M1の一部となるため、当該打ち抜き工程を経て製造されるバスバー装置10、ひいてはモータ1は、製造時における材料の歩留まりがよい。
次に、金属板材から打ち抜かれた複数の素材M1から連結片Lを取り除く、取り除き工程が行われる。当該取り除き工程では、素材M1から連結片Lを打ち抜いたり、切断したりすることにより、素材M1から連結片Lを取り除き、複数の素材M1が連結された状態を解消する。なお、当該取り除き工程の完了時点で、端子部21は形成される。
以上、説明したように、複数の素材M1を一度に打ち抜くため、素材M1を一つ一つ打ち抜く場合と比較して、当該打ち抜き工程を経て製造されるバスバー装置10、ひいてはモータ1は、製造にかかる工数が少ない。
また、複数の素材M1が連結片Lにより連結された状態で打ち抜かれるため、素材M1の寸法精度がよい。
次に、図7に示すように、素材M1を適宜折り曲げる折り曲げ工程が行われる。図7は、本実施形態において、バスバーとなる素材M1からバスバーとなるまでの過程を示す斜視図である。
詳述すると、まず、図7に示すように、素材M1において、径方向に延びる中間部22a,22bを、端子部21を挟む位置で折り曲げる。より詳細には、中間部22aを周方向一方側に向けて折り曲げる。また、径方向に沿って延びる中間部22bを周方向他方側に向けて折り曲げる。当該折り曲げ工程により、第1中間部221a,221bが形成される。すなわち、素材M2が形成される。
次に、素材M2において、第1中間部221aを径方向外側に向けて、第1中間部221bを径方向内側に向けて、それぞれ折り曲げる。当該折り曲げ工程により、第2中間部222a,222b及び第3中間部223a,223bが形成される。すなわち、素材M3が形成される。
次に、素材M3において、第3中間部223aにおける軸方向一方側の縁部25に連続する接続部23aを周方向一方側に向けて、第3中間部223bにおける軸方向一方側の縁部25に連続する接続部23bを周方向他方側に向けて、それぞれ折り曲げる。すなわち、素材M4が形成される。
次に、素材M4において、接続部23a,23bを、それぞれ軸方向他方側に向けて折り曲げる。当該折り曲げ工程により、第1接続部231a,231bが形成される。すなわち、素材M5が形成される。
次に、素材M5において、第1接続部231aを周方向一方側に向けて、第1接続部231bを周方向他方側に向けて、それぞれ折り曲げる。当該折り曲げ工程により、第2接続部232a,232b及び第3接続部233a,233bが、それぞれ形成される。すなわち、バスバー20が形成される。
以上、説明したように、バスバー20は、導電性を有する金属板材からの打ち抜き工程と折り曲げ工程という工程の組み合わせにより、製造される。このように、バスバー20の製造工程は、簡素化されている。
次に、バスバー装置10の製造方法について説明する。なお、各導電部材30は、別途導電性を有する金属板材から打ち抜かれた後、インサート成形を経ることにより、あらかじめホルダ40と一体化される。
図2に示すように、バスバー20は、第1中間部221a,221b及び端子部21が対向部46の間に進入することにより、ホルダ40に組付けられる。この組付け工程において、バスバー20のバスバー接合端部234aと第1導電部材31の第1接合端部31aとが軸方向において重なり、バスバー20のバスバー接合端部234bと第2導電部材32の第2接合端部32aとが第1軸方向において重なる。
次に、バスバー接合端部234aと第1接合端部31aとをプロジェクション溶接し、これらを一体化させる。また、同様に、バスバー接合端部234bと第2接合端部32aとをプロジェクション溶接し、これらを一体化させる。
以上、説明したように、バスバー装置10は、インサート成形を経てあらかじめ導電部材30と一体化されるホルダ40に対して、バスバー20を組み付ける組付け工程と、重なっている金属部位同士を溶接するという溶接工程という工程の組み合わせにより、製造される。このように、バスバー装置10、ひいてはモータ1の製造工程は、簡素化されている。したがって、バスバー装置10、ひいてはモータ1の製造負荷が小さい。
また、バスバー接合端部234aと第1接合端部31aとが重なっているため、溶接作業自体も容易である。同様に、バスバー接合端部234bと第2接合端部32aとが重なっているため、溶接作業自体も容易である。
次に、モータ1の製造方法について説明する。なお、図1に示すように、ステータ3、及びロータ4は、周知の工程を経てあらかじめハウジング2に組付けられる。ステータ3に設けられるコイル6から引き出される引き出し線7は、ステータ3の軸方向一方側に引き出される。なお、コイル6は、外部装置から電力が供給される電力供給対象である。電力供給対象とは、外部装置が最終的に電力を供給する目標となる部位のことを指す。また、導電部材30、すなわち、第1導電部材31及び第2導電部材32は、外部装置から電力が供給される電力供給対象と接続される中間導電部材である。
図1に示すように、バスバー装置10は、ステータ3及びロータ4が組付けられたハウジング2に対して、軸方向一方側から他方側に移動することにより当該ハウジング2に収容される。次に、各コイル用接合端部31b,31c,32b,32cとステータ3の軸方向一方側に引き出される各引き出し線7とが、それぞれ溶接される。溶接は、例えば抵抗溶接である。当該溶接により、各コイル用接合端部31b,31c,32b,32cと各引き出し線7とが一体化され、ひいてはバスバー装置10とハウジング2とが一体化され、モータ1が製造される。
以上、説明したように、モータ1は、あらかじめステータ3及びロータ4と一体化されるハウジング2に対してバスバー装置10を軸方向に変位させる変位工程と、各引き出し線7と各コイル用接合端部31b,31c,32b,32cとを溶接する溶接工程という簡易な工程の組み合わせにより製造される。簡易な工程の組み合わせなので、モータ1の製造負荷が小さい。
次に、上記実施形態の変形例について説明する。
上記実施形態において、中間部は一様に延びる板であってもよい。この場合、中間部は延びる方向が異なる板同士の境界部分を有しない。これにより、上記実施形態において素材M2から素材M3が形成される工程、すなわち折り曲げる工程が省略される。したがって、バスバーの中間部が一様に延びる板である場合、折り曲げ工程が省略される分、バスバーの製造工数が少なくなる。
上記実施形態において、接続部は一様に延びる板であってもよい。この場合、接続部は延びる方向が異なる板同士の境界部分を有しない。これにより、上記実施形態の素材M4から素材M5が形成される工程、及び素材M5からバスバー20が形成される工程、すなわち各折り曲げる工程が省略される。したがって、バスバーの接続部が一様に延びる板である場合、折り曲げ工程が省略される分、バスバーの製造工数が少なくなる。
上記実施形態において、第1導電部材31及び第2導電部材32を省略してもよい。この場合、コイル6から延びる引き出し線7と、バスバー20の接続部23a,23bとが直接接続されればよい。このように構成すれば、第1導電部材31及び第2導電部材32が省略される分、バスバー装置10、ひいてはモータ1を構成する部材が減る。したがって、バスバー装置10、ひいてはモータ1が軽量化される。
上記実施形態において、バスバーは、一つの端子部に対して、一つの中間部と、一つの接続部を備えていればよい。
図8は、変形例におけるバスバー装置の斜視図である。例えば、図8に示すように、バスバー300は、軸方向に延びる端子部301と、径方向に延びる中間部302と、周方向に延びる接続部303とを有する。端子部301の板厚方向は径方向である。端子部301の板面は径方向と直交する。中間部302の板厚方向は周方向である。中間部302の板面は周方向と直交する。接続部303の板厚方向は周方向である。中間部302の板面は周方向と直交する。このように構成した場合でも、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
図9は、変形例におけるバスバー装置の斜視図である。例えば、図9に示すように、バスバー400は、軸方向に延びる端子部401と、径方向に延びる中間部402と、周方向に延びる接続部403とを有する。端子部401の板厚方向は周方向である。端子部401の板面は周方向と直交する。中間部402の板厚方向は軸方向である。中間部402の板面は軸方向と直交する。接続部403の板厚方向は軸方向である。中間部302の板面は軸方向と直交する。このように構成した場合でも、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
図10は、変形例において、導電性の板材から打ち抜かれ、バスバーとなる素材Mの配置状態を示す平面図である。上記変形例の形状を有するバスバーを採用する場合、図10に示すように、バスバーとなる素材Mは、U字状である。この場合、一の素材Mの端子部と接続部との間に、他の素材Mの接続部が位置するように、一の素材Mと他の素材Mとを打ち抜くことができるので、板材Pの歩留まりがよい。
上記実施形態において、一の素材Mと他の素材Mとを繋ぐ連結片Lを省略してもよい。この場合、板材Pから複数個の素材Mが同時に打ち抜かれてもよいし、一つずつ打ち抜かれてもよい。
上記実施形態において、素材Mを折り曲げてバスバー20を成形する工程において、素材Mを折り曲げる位置や順序は、上記実施形態に記載の順序に限らない。なお、上記実施形態に記載のように、端子部を中心に点対称である形状のバスバーが採用される場合、中心から外側に向かって、すなわち端子部から中間部、中間部から接続部の順で、折り曲げる方がよい。折り曲げる際の冶具等が端子部と接続部との間などに挟まれにくく、折り曲げ工程が容易となる。
上記実施形態において、中間部及び接続部は2か所の折れ曲がる境界部を有していたが、当該境界部は1か所であってもよいし、3か所以上であってもよいし、省略されていてもよい。また、端子部が、境界部を有していてもよい。
上記実施形態及び上記変形例において、接続部の先端における形状は、接続対象の形状に応じて適宜変更可能である。接続部がコイルから引き出される引き出し線と直接接続される場合には、上記実施形態の第1及び第2コイル側接続端部のように、二股に分かれていてもよい。
上記実施形態及び上記変形例において、端子部の先端における形状は、外部装置に応じて適宜変更可能である。
上記実施形態において、第1中間部の板面と第3中間部の板面とが平行な位置関係でなくてもよい。
上記実施形態において、第1接続部の板面と第3接続部の板面とが平行な位置関係でなくてもよい。
上記実施形態において、モータの適用先は、電動パワーステアリング装置に限らない。モータは、オイルポンプや車両の走行用の駆動源に使用されるモータ等、他の装置に適用されてもよい。
上記実施形態において、バスバー装置の適用先は、モータに限らない。バスバー装置は、インバータモジュール等の電子制御ユニットに適用されてもよい。
上記実施形態及び上記変形例において、バスバーを構成する各部が延びる方向及び各部の板面が広がる方向は、適宜変更可能である。例えば、モータの軸方向に対して、端子部の延びる方向が交差していてもよい。また、端子部、中間部、及び接続部の厚み方向は、互いに直交していたが、必ずしも直交である必要はなく、互いに他と交差する関係であればよい。端子部の先端部における厚み方向と接続部の先端部における厚み方向とがねじれの位置となる関係であればよい。
上記実施形態及び変形形態は、技術的に矛盾しない範囲において互いに組み合わせてもよい。
B・・・境界部、M,M1,M2,M3,M4,M5・・・素材、P・・・板材、L・・・連結部、1・・・モータ、10・・・バスバー装置、20・・・バスバー、21・・・端子部、22a,22b・・・中間部、221a,221b・・・第1中間部、222a,222b・・・第2中間部、223a,223b・・・第3中間部、231a,231b・・・第1接続部、232a,232b・・・第2接続部、233a,233b・・・第3接続部、30・・・導電部材、31・・・第1導電部材、32・・・第2導電部材、40・・・ホルダ(保持部材)、41・・・第1環状部、42・・・第2環状部、43・・・第1連結部、44・・・第2連結部。
Claims (20)
- 外部装置と接続されるバスバーと、絶縁部材からなり前記バスバーを保持する保持部材とを備え、
前記バスバーは、前記外部装置に接続される端子部と、前記端子部に連続する中間部と、前記中間部に連続する接続部とを有し、
前記中間部は、第1軸方向に延びる縁部を有しており、
前記端子部は、前記縁部から延び、
前記接続部は、前記端子部から離れるとともに、前記縁部から延び、
前記端子部の厚み方向は、前記第1軸に対して交差する第2軸に沿っており、
前記接続部の厚み方向は、前記第2軸に交差する、
バスバー装置。 - 前記中間部は、前記端子部が連続する第1中間部と、前記接続部が連続する第2中間部とを有し、さらに前記第1中間部と前記第2中間部との間に少なくとも1か所の折れ曲がる境界部を有する、
請求項1に記載のバスバー装置。 - 前記接続部は、前記第1軸に直交する前記第2軸に沿って延びており、
前記端子部は、前記第1軸及び前記第2軸に交差する第3軸方向に沿って延びる、
請求項1又は2に記載のバスバー装置。 - 前記端子部は、前記第1軸及び前記第2軸に直交する第3軸方向に沿って延びる、
請求項3に記載のバスバー装置。 - 前記中間部は、前記端子部が連続する第1中間部と、前記第1中間部の先端部に連続する第2中間部と、前記第2中間部の先端部に連続し前記接続部が連続する第3中間部と、を有し、
前記第1中間部の板面と前記第3中間部の板面とは平行である、
請求項1から4のうちいずれか一項に記載のバスバー装置。 - 前記接続部は、前記中間部に連続する第1接続部と、前記第1接続部の先端部に連続する第2接続部と、前記第2接続部の先端部に連続する第3接続部と、を有し、
前記第1接続部の板面と前記第3接続部の板面とは平行である、
請求項1から5のうちいずれか一項に記載のバスバー装置。 - 前記中間部は、一つの前記端子部に対して一対設けられ、
前記接続部は、一つの前記端子部に対して一対設けられ、
一対の前記接続部のうち一方は、一対の前記中間部のうちの一方に連続し、
一対の前記接続部のうち他方は、一対の前記中間部のうちの他方に連続する、
請求項1から6のうちいずれか一項に記載のバスバー装置。 - 前記中間部の板幅及び前記接続部の板幅は等しく、
前記端子部の板幅は、前記中間部の板幅及び前記接続部の板幅の2倍以上である、
請求項7に記載のバスバー装置。 - 前記保持部材は、平面部と、前記平面部から延びる支持部とを有し、
前記端子部は、前記支持部に沿って配置され、
前記中間部及び前記接続部のうち少なくとも一方は、前記平面部に沿って配置される、
請求項1から8のうちいずれか一項に記載のバスバー装置。 - 前記保持部材は、一対の前記支持部からなる対向部を有し、
前記端子部は、前記対向部に挟まれる、
請求項9に記載のバスバー装置。 - 前記外部装置から電力が供給される電力供給対象と接続される中間導電部材を備え、
前記中間導電部材は、前記保持部材に保持され、
前記接続部は、前記中間導電部材に接続される、
請求項1から10のうちいずれか一項に記載のバスバー装置。 - ステータと、前記ステータに対して相対回転可能に支持されるロータと、請求項1から11のうちいずれか一項に記載のバスバー装置とを備え、
前記バスバーは、前記外部装置と、前記ステータに設けられるコイルから引き出される引き出し線との間を接続する、
モータ。 - 外部装置とステータに設けられるコイルから引き出される引き出し線との間を接続するバスバーと、
絶縁部材からなり前記バスバーを保持する保持部材と、を備え、
前記バスバーは、前記外部装置に接続される端子部と、前記端子部に連続する中間部と、前記中間部に連続する接続部とを有し、
前記中間部は、第1軸方向に延びる縁部を有しており、
前記端子部は、前記縁部から延び、
前記接続部は、前記端子部から離れるとともに、前記縁部から延び、
前記端子部の厚み方向は、前記第1軸に対して交差する第2軸に沿っており、
前記接続部の厚み方向は、前記第2軸に交差するものであって、
導電性を有する板材から、前記端子部、前記中間部、及び前記接続部の元となる素材を打ち抜く打ち抜き工程と、
前記素材を折り曲げて、前記バスバーを形成する折り曲げ工程と、
を有するバスバー装置の製造方法。 - 前記打ち抜き工程において、
前記バスバーは、複数個が共通の前記板材から打ち抜かれるものであり、
複数個の前記バスバーは、一の前記バスバーを構成する前記端子部と前記接続部との間に、他の前記バスバーを構成する前記接続部が位置する状態で、打ち抜かれる、
請求項13に記載のバスバー装置の製造方法。 - 複数個の前記バスバーは、一の前記バスバーを構成する前記端子部と他の前記バスバーを構成する前記端子部との間に、一の前記バスバーを構成する前記接続部と他の前記バスバーを構成する前記接続部とが位置する状態で、打ち抜かれる、
請求項14に記載のバスバー装置の製造方法。 - 前記打ち抜き工程において、複数個の前記バスバーは、一の前記バスバーの一部と他の前記バスバーの一部とが連結片により連結された状態で打ち抜かれるものであり、
前記打ち抜き工程後、前記連結片を取り除く取り除き工程を備える、
請求項13から15に記載のバスバー装置の製造方法。 - 前記折り曲げ工程は、前記中間部を折り曲げて延びる方向が異なる第1中間部及び第2中間部を形成する工程を含む、
請求項13から16のうちいずれか一項に記載のバスバー装置の製造方法。 - 前記折り曲げ工程は、前記接続部を折り曲げて延びる方向が異なる第1接続部及び第2接続部を形成する工程を含む、
請求項13から17のうちいずれか一項に記載のバスバー装置の製造方法。 - 前記折り曲げ工程は、前記中間部と前記接続部との境界を折り曲げる工程を含む、
請求項13から18のうちいずれか一項に記載のバスバー装置の製造方法。 - 前記折り曲げ工程は、前記中間部と前記端子部との境界を折り曲げる工程とを含む、
請求項13から19のうちいずれか一項に記載のバスバー装置の製造方法。
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