JP2024064049A - モータ、モータ用のバスバーユニット、およびモータ用のバスバーユニットの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ用のバスバーユニットにおいて、接続端子の高い位置精度を実現する。【解決手段】本願発明に係るバスバーユニット１０の製造方法は、電源接続端子部材１４を、インサート成形によって樹脂プレート１２に一体的に成形する工程と、電源接続端子部材１４にバスバーを電気的に接続するように取り付ける工程と、を備える。電源接続端子部材１４は、モータ制御基板に接続される電源接続端子１４ａと、ステータのコイルと電気的に接続されるバスバーが取り付けられる取り付け部１４ｂと、を有する。電源接続端子１４ａおよび取り付け部１４ｂは、樹脂プレート１２からそれぞれ独立して突出する。電源接続端子部材１４の取り付け部１４ｂが、バスバーの取り付け部に溶接される。【選択図】図６

Description

本発明は、モータ、モータ用のバスバーユニット、およびモータ用のバスバーユニットの製造方法に関し、特に、外部機器に接続される接続端子部材と、ステータのコイルと電気的に接続されるバスバーと、を有するモータ、モータ用のバスバーユニット、およびモータ用のバスバーユニットの製造方法に関する。

ステータのコイルと電気的に接続されるバスバーと、外部機器に接続される接続端子を有するモータが知られている（例えば、特許文献１および２参照）。この接続端子は、特許文献１および２の図からわかるように、外部機器側の端子に届くように長く延在している。

特開２０１９－１７００１３号公報 特開２０２０－６５３５８号公報

上記のように、接続端子は通常長く延在するため、接続端子が少しでも傾くと、先端部の位置精度が悪くなり、外部機器側の端子と結合しにくくなる。このため、上記特許文献１および２のように接続端子が一体となったバスバーを樹脂プレートにインサート成形することも考えられる。しかしながら、バスバーは比較的大きな部材であり、他の設計条件を満たしながらインサート成形することが困難な場合がある。一方、接続端子のみをインサート成形して、その後バスバーを接続端子に溶接などで結合することも考えられる。しかしながら、この場合、バスバーを接続端子に溶接などで結合するときに、接続端子の先端部の位置精度が低下する恐れがある。

そこで本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、モータ用のバスバーユニットにおいて、接続端子の高い位置精度を実現することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るモータ用のバスバーユニットの製造方法は、外部機器に接続される接続端子と、ステータのコイルと電気的に接続されるバスバーが取り付けられる取り付け部と、を有する接続端子部材を、インサート成形によって樹脂プレートに一体的に成形する工程であって、接続端子および取り付け部は、樹脂プレートからそれぞれ独立して突出する、工程と、バスバーを、樹脂プレートに取り付ける工程と、接続端子部材の取り付け部に、バスバーを電気的に接続するように取り付ける工程と、を備える。

この態様によれば、インサート成形によって接続端子を精度良く固定することができる。また、バスバーが取り付けられる取り付け部が接続端子と独立して突出しているため、バスバーを取り付け部に取り付けることによる接続端子の位置精度の低下を抑制することができる。

接続端子部材の取り付け部にバスバーを取り付ける工程では、接続端子部材の取り付け部に、バスバーを溶接してもよい。この態様によれば、接続端子部材とバスバーを確実に電気的に接続させることができる。逆に、溶接される取り付け部は接続端子と独立して突出しているため、接続端子部材とバスバーを溶接しても、接続端子の先端部の位置精度の低下を抑制することができる。ここで、「接続端子および取り付け部は、樹脂プレートからそれぞれ独立して突出する」とは、接続端子および取り付け部が樹脂プレートの表面で完全に分離している態様に限られるものではなく、取り付ける工程（溶接や圧入等）における接続端子への影響が抑制される限り、接続端子と取り付け部とを連結する部分の一部が樹脂プレート表面に露出していてもよい。

バスバーを樹脂プレートに取り付ける工程では、バスバーを樹脂プレートに圧入してもよい。この態様によれば、バスバーを樹脂プレートにインサート成形することを回避することができる。このため、接続端子部材をより簡易且つ適切に樹脂プレートにインサート成形することができる。

さらに、上記課題を解決するために、本発明に係るモータ用のバスバーユニットは、樹脂プレートと、樹脂プレートに一体的に成形された、外部機器に接続される接続端子部材と、樹脂プレートに取り付けられた、ステータのコイルと電気的に接続されるバスバーと、を備える。接続端子部材は、外部機器に接続される接続端子と、バスバーが取り付けられる取り付け部と、を有し、接続端子および取り付け部は、樹脂プレートからそれぞれ独立して突出している。バスバーは、接続端子部材の取り付け部に電気的に接続するように取り付けられている。

この態様によれば、バスバーが取り付けられる取り付け部が接続端子と独立して突出しているため、バスバーを取り付け部に取り付けたときの接続端子の位置精度の低下を抑制した、バスバーユニットを提供することができる。

本実施形態に係るバスバーユニットの斜視図である。 電源接続端子部材の斜視図である。 本実施形態に係る第１バスバーの斜視図である。 本実施形態に係る第２バスバーの斜視図である。 本実施形態に係る第３バスバーの斜視図である。 バスバーユニットを製造する過程で製造される半製品の斜視図である。

図１は、本実施形態に係るバスバーユニット１０の斜視図である。バスバーユニット１０は、樹脂プレート１２、第１電源接続端子部材１４Ａ、第２電源接続端子部材１４Ｂ、電源接続端子部材１４Ｃ（以下、適宜「電源接続端子部材１４」と総称する。）、第１バスバー２０、第２バスバー２２、第３バスバー２４、および第４バスバー２６を有する。バスバーユニット１０は、モータの一部構成するユニットである。バスバーユニット１０、モータハウジング（図示せず）、ロータ（図示せず）、ステータ（図示せず）、モータ回路基板（図示せず）によりモータが構成される。モータ回路基板は、モータを制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）である。

第１電源接続端子部材１４Ａ、第２電源接続端子部材１４Ｂ、および電源接続端子部材１４Ｃは、モータ回路基板（外部機器）に接続される。モータ回路基板は、ステータへの供給電力を制御することによりモータの作動を制御するモータ制御ユニットとして機能する。第１バスバー２０、第２バスバー２２、第３バスバー２４、および第４バスバー２６は、ステータのコイルと電気的に接続される。本実施形態では、バスバーユニット１０は３つの電源接続端子部材１４と４つのバスバーを有しているが、電源接続端子部材１４とバスバーの数がこれに限定されないことはもちろんである。

樹脂プレート１２は、厚みのある円環状に形成されており、中央に開口１２ｂを有する。電源接続端子部材１４、第１バスバー２０、第２バスバー２２、第３バスバー２４、および第４バスバー２６は、樹脂プレート１２の表面１２ａからその一部が突出するように樹脂プレート１２に固定されている。第１電源接続端子部材１４Ａ、第２電源接続端子部材１４Ｂ、および電源接続端子部材１４Ｃは、共通の部材である。これにより、それぞれ異なる部材を用いる場合に比べてコストを抑制することができる。なお、第１電源接続端子部材１４Ａ、第２電源接続端子部材１４Ｂ、および電源接続端子部材１４Ｃがそれぞれ異なる形状に形成されていてもよい。

図２は、電源接続端子部材１４の斜視図である。電源接続端子部材１４は、電源接続端子１４ａ、取り付け部１４ｂ、および接続部１４ｃを有する。電源接続端子部材１４は、板金を打ち抜きさらに折り曲げて形成されている。電源接続端子１４ａは、長さが幅の約５倍の細長い矩形のプレート状に形成されている。

この電源接続端子１４ａが、モータ回路基板に接続される。取り付け部１４ｂは、長さが幅の約２倍の細長いプレート状に形成されている。この取り付け部１４ｂが、バスバーの取り付け部に取り付けられる。電源接続端子１４ａおよび取り付け部１４ｂは、先端の角部が面取りされており、さらに幅が先細りとなっている。接続部１４ｃは、矩形のプレート状に形成されている。接続部１４ｃは、電源接続端子１４ａと取り付け部１４ｂとを電気的に接続するように中継する部分である。

電源接続端子１４ａの一側縁が取り付け部１４ｂの一側縁と隣接しており、その隣接箇所を中心とした電源接続端子１４ａから取り付け部１４ｂの成す角が９０度となるように両者が配置されている。電源接続端子１４ａの底部および取り付け部１４ｂの底部は、矩形の接続部１４ｃの隣接する２辺にそれぞれ一体的に結合されている。なお、電源接続端子部材１４がこのような形状に限定されないことはもちろんである。

図３は、本実施形態に係る第１バスバー２０の斜視図である。第１バスバー２０は、接続部２０ａ、取り付け部２０ｂ、バスバー端子２０ｃ、およびバスバー端子２０ｄを有する。第１バスバー２０もまた、板金を打ち抜きさらに折り曲げて形成されている。

接続部２０ａは、長さが幅の１０倍以上長い、細長い略矩形のプレート状に形成されている。接続部２０ａの長辺の一方を上端としたときに、その上端側から見て、接続部２０ａは、円環状の樹脂プレート１２の外周に沿うように湾曲している。取り付け部１４ｂは、長さが幅の約１．５倍の細長いプレート状に形成されている。バスバー端子２０ｃおよび取り付け部２０ｂは、細長い矩形のプレートを中央で折り曲げたＵ字状に形成されている。

取り付け部２０ｂは、接続部２０ａの上端よりも上方に延在するように、その底部が接続部２０ａの上端に一体的に結合されている。バスバー端子２０ｃおよびバスバー端子２０ｄは、上方から見てＵ字状となり、且つ左側にそのＵ字が開口するように、それぞれの底部の一部が接続部２０ａの上端に一体的に結合されている。バスバー端子２０ｃは接続部２０ａの右端の上端に、バスバー端子２０ｄは接続部２０ａの左端の上端に、それぞれ結合されている。取り付け部２０ｂおよびバスバー端子２０ｃは、湾曲する接続部２０ａの系外向きにずらされて接続部２０ａに結合されている。

図４は、本実施形態に係る第２バスバー２２の斜視図である。第２バスバー２２は、接続部２２ａ、取り付け部２２ｂ、バスバー端子２２ｃ、およびバスバー端子２２ｄを有する。第２バスバー２２もまた、板金を打ち抜きさらに折り曲げて形成されている。

接続部２２ａは、長さが幅の１０倍以上長い、細長い略矩形のプレート状に形成されている。接続部２２ａの長辺の一方を上端としたときに、その上端側から見て、接続部２２ａは、円環状の樹脂プレート１２の外周に沿うように湾曲している。取り付け部１４ｂは、長さが幅の約１．５倍の細長いプレート状に形成されている。バスバー端子２２ｃおよび取り付け部２２ｂは、細長い矩形のプレートを中央で折り曲げたＵ字状に形成されている。

取り付け部２２ｂは、接続部２２ａの上端よりも上方に延在するように、その底部が接続部２２ａの上端に一体的に結合されている。バスバー端子２２ｃおよびバスバー端子２２ｄは、上方から見てＵ字状となり、且つ左側にそのＵ字が開口するように、それぞれの底部の一部が接続部２２ａの上端に一体的に結合されている。バスバー端子２２ｃは接続部２２ａの右端の上端に、バスバー端子２２ｄは接続部２２ａの左端の上端に、それぞれ結合されている。取り付け部２２ｂ、バスバー端子２２ｃ、およびバスバー端子２２ｃは、湾曲する接続部２２ａの系外向きにずらされて接続部２２ａに結合されている。

図５は、本実施形態に係る第３バスバー２４の斜視図である。第３バスバー２４は、接続部２４ａ、取り付け部２４ｂ、バスバー端子２４ｃ、およびバスバー端子２４ｄを有する。第３バスバー２４もまた、板金を打ち抜きさらに折り曲げて形成されている。

接続部２４ａは、長さが幅の１０倍以上長い、細長い略矩形のプレート状に形成されている。接続部２４ａの長辺の一方を上端としたときに、その上端側から見て、接続部２４ａは、円環状の樹脂プレート１２の外周に沿うように湾曲している。取り付け部１４ｂは、長さが幅の約１．５倍の細長いプレート状に形成されている。バスバー端子２４ｃおよび取り付け部２４ｂは、細長い矩形のプレートを中央で折り曲げたＵ字状に形成されている。

取り付け部２４ｂは、接続部２４ａの上端よりも上方に延在するように、その底部が接続部２４ａの上端に一体的に結合されている。バスバー端子２４ｃおよびバスバー端子２４ｄは、上方から見てＵ字状となり、且つ左側にそのＵ字が開口するように、それぞれの底部の一部が接続部２４ａの上端に一体的に結合されている。バスバー端子２４ｃは接続部２４ａの右端の上端に、バスバー端子２４ｄは接続部２４ａの左端の上端に、それぞれ結合されている。取り付け部２４ｂ、バスバー端子２４ｃ、およびバスバー端子２４ｃは、湾曲する接続部２４ａの系外向きにずらされて接続部２４ａに結合されている。

図６は、バスバーユニット１０を製造する過程で製造される半製品３０の斜視図である。本実施形態に係るバスバーユニット１０の製造方法は、第１電源接続端子部材１４Ａ、第２電源接続端子部材１４Ｂ、および電源接続端子部材１４Ｃをインサート成形によって樹脂プレート１２に一体的に成形する工程と、第１バスバー２０、第２バスバー２２、および第３バスバー２４を樹脂プレート１２に取り付ける工程と、第１電源接続端子部材１４Ａ、第２電源接続端子部材１４Ｂ、および電源接続端子部材１４Ｃを、第１バスバー２０、第２バスバー２２、および第３バスバー２４にそれぞれ電気的に接続するように取り付ける工程と、を備える。以下、これらの工程について図６を用いて詳細に説明する。

まず、第１電源接続端子部材１４Ａ、第２電源接続端子部材１４Ｂ、および電源接続端子部材１４Ｃが、インサート成形によって樹脂プレート１２に一体的に成形される。こうして、図６に示される半製品３０がまず製造される。第１電源接続端子部材１４Ａ、第２電源接続端子部材１４Ｂ、および電源接続端子部材１４Ｃがインサート成形によって樹脂プレート１２に一体的に成形されたとき、それぞれの電源接続端子１４ａおよび取り付け部１４ｂは、樹脂プレート１２からそれぞれ独立して突出する。

次に、第１バスバー２０の接続部２０ａが、樹脂プレート１２の第１溝１２ｃに圧入される。また、第２バスバー２２の接続部２２ａが、樹脂プレート１２の第２溝１２ｄに圧入される。また、第３バスバー２４の接続部２４ａが、樹脂プレート１２の第３溝１２ｅに圧入される。さらに、第４バスバー２６の接続部が、樹脂プレート１２の第４溝１２ｆに圧入される。なお、これらの圧入は、通常の圧入に比べて小さい力で圧入する軽圧入である。

次に、第１電源接続端子部材１４Ａの取り付け部１４ｂに、第１バスバー２０の取り付け部２０ｂが溶接される。また、第２電源接続端子部材１４Ｂの取り付け部１４ｂに、第２バスバー２２の取り付け部２２ｂが溶接される。さらに、電源接続端子部材１４Ｃの取り付け部１４ｂに、第３バスバー２４の取り付け部２４ｂが溶接される。溶接として、本実施形態ではスポット溶接が用いられている。なお、プロジェクション溶接やアーク溶接など他の溶接方法が用いられてもよい。

また、本実施形態では、溶接に代えて他の取り付け方法により、電源接続端子部材１４の取り付け部をバスバーの取り付け部に取り付けてもよい。例えば、ねじやリベットなどの締結具を用いて電源接続端子部材１４の取り付け部をバスバーの取り付け部に取り付けてもよい。また、ろう接を用いて電源接続端子部材１４の取り付け部をバスバーの取り付け部に取り付けてもよい。

バスバーユニット１０を含むモータの製造方法は、さらに、第１バスバー２０、第２バスバー２２、第３バスバー２４、および第４バスバー２６の各々のバスバー端子を、ステータのマグネットコイルに溶接する工程と、モータ回路基板をバスバーユニット１０の上方に装着することにより、モータ回路基板側の接続端子に、電源接続端子部材１４の電源接続端子１４ａを接続させる工程と、をさらに有する。

このように、本実施形態に係るバスバーユニット１０では、まず電源接続端子部材１４をバスバーから分離し、電源接続端子部材１４のみを樹脂プレート１２にインサート成形している。これにより、電源接続端子部材１４を樹脂プレート１２に圧入する場合、または電源接続端子部材をバスバーに一体化してバスバーを樹脂プレート１２に圧入する場合に比べ、電源接続端子部材またはバスバーと樹脂プレート１２の溝との間のガタがなくなるため、電源接続端子部材１４の電源接続端子１４ａの位置精度を高めることができる。

さらに、樹脂プレート１２には、複数の覗き穴１２ｇが形成されている。覗き穴１２ｇは、バスバー端子をステータのマグネットコイルに溶接する工程において利用される。例えば、電源接続端子部材がバスバーと一体的に形成され、電源接続端子部材がバスバーと一緒に樹脂プレート１２にインサート形成する場合、バスバーのバスバー端子の存在により、覗き穴１２ｇの形成が困難となる。覗き穴１２ｇが形成できなければ樹脂プレート１２によるマグネットワイヤの位置出しおよび仮保持が行えないため、マグネットワイヤとバスバー端子との溶接作業性が低下する。さらに、体積が大きいバスバー全体をインサート成型するため、樹脂プレート１２と金属製のバスバーとの線膨張係数の違いによる熱衝撃が生じる。したがって、この線膨張係数の違いによるクラックの発生防止なども考慮する必要が生じる。

これに対し、本実施形態では、このように電源接続端子部材１４をバスバーから分離し、電源接続端子部材１４のみを樹脂プレート１２にインサート成形している。このため、まずバスバーがインサート成形されないため、覗き穴１２ｇを適切に形成することができ、マグネットワイヤとバスバー端子との溶接作業性を確保することができる。また、線膨張係数の違いによるクラックの発生防止を考慮する必要性を低減することができる。

さらに、本実施形態では、電源接続端子部材１４を樹脂プレート１２にインサート成形したときに、電源接続端子１４ａと取り付け部１４ｂとが独立して樹脂プレート１２の表面１２ａから突出する。これにより、電源接続端子部材１４の取り付け部１４ｂをバスバーの取り付け部に溶接するときの電源接続端子１４ａの変形や倒れを抑制できる。このため、電源接続端子部材１４の電源接続端子１４ａをバスバーの取り付け部に直接溶接する場合に比べ、電源接続端子１４ａの位置精度の低下を抑制することができる。したがって、モータ回路基板側のコネクタと電源接続端子１４ａとの適切な嵌合を実現することができる。

以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて実施形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。

１２ 樹脂プレート，１２ａ 表面，１２ｂ 開口，１２ｃ 第１溝，１２ｄ 第２溝，１２ｅ 第３溝，１２ｇ 覗き穴，１４ 電源接続端子部材，１４ａ 電源接続端子，１４ｂ 取り付け部，１４ｃ 接続部，１４Ａ 第１電源接続端子部材，１４Ｂ 第２電源接続端子部材，１４Ｃ 電源接続端子部材，２０ 第１バスバー，２０ａ 接続部，２０ｂ 取り付け部，２０ｃ バスバー端子，２０ｄ バスバー端子，２２ 第２バスバー，２２ａ 接続部，２２ｂ 取り付け部，２２ｃ バスバー端子，２２ｄ バスバー端子，２４ 第３バスバー，２４ａ 接続部，２４ｂ 取り付け部，２４ｃ バスバー端子，２４ｄ バスバー端子，３０ 半製品

Claims (5)

1. 外部機器に接続される接続端子と、ステータのコイルと電気的に接続されるバスバーが取り付けられる取り付け部と、を有する接続端子部材を、インサート成形によって樹脂プレートに一体的に成形する工程であって、前記接続端子および前記取り付け部は、前記樹脂プレートからそれぞれ独立して突出する、工程と、
   前記バスバーを、前記樹脂プレートに取り付ける工程と、
   前記接続端子部材の前記取り付け部に、前記バスバーを電気的に接続するように取り付ける工程と、
   を備えることを特徴とする、モータ用のバスバーユニットの製造方法。
2. 前記接続端子部材の前記取り付け部に前記バスバーを取り付ける工程では、前記接続端子部材の前記取り付け部に、前記バスバーを溶接することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記バスバーを前記樹脂プレートに取り付ける工程では、前記バスバーを前記樹脂プレートに圧入することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 樹脂プレートと、
   前記樹脂プレートに一体的に成形された、外部機器に接続される接続端子部材と、
   前記樹脂プレートに取り付けられた、ステータのコイルと電気的に接続されるバスバーと、
   を備え、
   前記接続端子部材は、外部機器に接続される接続端子と、前記バスバーが取り付けられる取り付け部と、を有し、前記接続端子および前記取り付け部は、前記樹脂プレートからそれぞれ独立して突出しており、
   前記バスバーは、前記接続端子部材の前記取り付け部に電気的に接続するように取り付けられていることを特徴する、モータ用のバスバーユニット。
5. 請求項４に記載のバスバーユニットを有することを特徴とする、モータ。

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