JP4111315B2 - バスバーの溶接構造及びその溶接方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バスバーの溶接構造及びその溶接方法に関し、特に、ブラシレスモータのコイルの結線部分におけるバスバーの溶接構造及びその溶接方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７に示すように、従来、互いに直交するバスバー１とワイヤ２とを溶接する場合には、バスバー１の先端部を直角に曲げて形成した起立壁１Ａにワイヤ２を側方から宛ってＴＩＧ溶接を行っていた。この溶接構造では、起立壁１Ａ分だけ、バスバー１と直交する方向にスペースが必要になるため、小型化を必要とする電気製品には適さなかった。これに鑑み、本願出願人は、図８及び図９（Ａ）に示すように、バスバー４の先端部を縦割りにするスリット４Ｓを形成し、そのスリット４Ｓ内にワイヤ２を配してＴＩＧ溶接を行う溶接方法を検討した。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＴＩＧ溶接を行うときには、溶接トーチの先端をワイヤ２の先端に突き合わせてアークを発生させる。そして、そのアークの熱によりバスバー４のうちスリット４Ｓの両側の突片３，３とワイヤ２とが溶けて溶着する。
【０００４】
ところが、従来の溶接構造では、溶接トーチがワイヤ２の先端からずれて、一方の突片３の外側角部まで熱が伝わらない場合があり、溶接部分の接合力が安定しなかったり、図９（Ｂ）に示すように溶接後の両突片３，３の形状差が大きくなり、見栄え品質が悪くなるという場合が生じ得た。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、互いに直交したバスバーと相手部材との接合力を安定させると共に、見栄えよく溶接することが可能なバスバーの溶接構造及びその溶接方法の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係るバスバーの溶接構造は、バスバーの先端部を縦割りにするスリットを形成し、そのスリット内に相手部材の先端部を配して、それらバスバーと相手部材とをＴＩＧ溶接するためのバスバーの溶接構造であって、バスバーのうちスリットを挟んだ両側の突片を先細り形状にすると共に、バスバーの先端側全体を基端側より段付き状に幅狭にしかつその幅狭部分の長さをスリットより長くしたところに特徴を有する。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載のバスバー溶接構造において、各突片には、先端に向かうに従って前記スリット側に接近するテーパ面が形成されたところに特徴を有する。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のバスバーの溶接構造において、相手部材は、ブラシレスモータのステータコアに巻回された複数のコイルの端末であり、バスバーにより複数のコイルを互いに結線したところに特徴を有する。
【００１１】
請求項４の発明に係るバスバーの溶接方法は、バスバーの先端部を縦割りにするスリットを形成し、バスバーのうちスリットを挟んだ両側の突片を先細り形状とし、さらに、前記バスバーの先端側全体を基端側より段付き状に幅狭にして、その幅狭部分の長さを前記スリットより長くしておき、スリット内に相手部材の先端部を配して、それらバスバーと相手部材とをＴＩＧ溶接するところに特徴を有する。
【００１２】
【発明の作用及び効果】
本発明によれば、バスバーのうちスリットを挟んだ両側の突片を先細り形状にすると共にバスバーの先端側全体を基端側より段付き状に幅狭にしたので、突片が細くなって容易に溶ける。しかも、その幅狭部分の長さをスリットより長くしたので、突片の基端側からバスバーの本体に逃げる熱が減り、この点において突片が溶け易くなる。このように、本発明によればバスバーのうちスリットを挟んだ両側の突片が容易に溶けるので、溶接部分の接合力が安定すると共に、溶接後の両突片の形状差が従来より小さくなり、見栄え品質が向上する。また、従来のように相手部材が宛われる起立壁（図７の符合１Ａ参照）をバスバーに設けなくてもよいので、溶接部分がコンパクトになる。なお、各突片を先細り形状にするためには、請求項２の構成のように各突片の先端に向かうに従ってスリット側に接近するテーパ面を形成してもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
＜第１実施形態＞
以下、本発明をモータ内部の結線部分に適用した第１実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。図１に示したモータ１０は、ブラシレスモータであって、筒形ハウジング１１の内側にステータコア１２を備える。
【００１５】
ステータコア１２は、周方向で複数のコア構成体１４に分割可能な構造になっている。各コア構成体１４には、縦方向（軸方向）に断面円形のワイヤ１６（本発明の「相手部材」に相当する）が巻回され、これにより各コア構成体１４毎にコイル１５が形成されている。
【００１６】
コイル１５（ワイヤ１６）の両端末は、図２に示すようにステータコア１２の一端側（図２の上端部）側に集められている。そして、ステータコア１２のうちコイル１５の端末を集めた側の端部には、バスバーホルダー２０が装着されている。バスバーホルダー２０は、図３に示すようにステータコア１２に対応した環状をなして、複数のバスバー３０を互いに絶縁状態にして保持している。これらバスバー３０には、複数のワイヤ溶接端子３１が形成されている。各ワイヤ溶接端子３１は、バスバー本体３０Ａからステータコア１２より離れる側に突出しかつ、筒形ハウジング１１の周壁に向けて直角曲げされている。そして、コイル１５の両端末を構成するワイヤ１６がバスバーホルダー２０を貫通して、各ワイヤ溶接端子３１に溶接されている。
【００１７】
また、所定の３つのバスバー３０には、３つのコネクタ溶接端子３７が形成され、これらコネクタ溶接端子３７は横並びになって各バスバー本体３０Ａからステータコア１２より離れる側に突出している。さらに、図２に示すように、筒形ハウジング１１の周壁のうち、コネクタ溶接端子３７群と対応した部分には貫通孔１１Ａが形成されており、筒形ハウジング１１の外面に設けられたコネクタ４０に内蔵の３つのコネクタ用バスバー４１が、前記貫通孔１１Ａから筒形ハウジング１１内に突出している。そして、これら各コネクタ用バスバー４１と前記各コネクタ溶接端子３７とが溶接されている。
【００１８】
以上により、各コア構成体１４に巻回された複数のコイル１５が結線されて、三相のモータ回路が構成されている。さて、前述した各溶接部分の詳細構造は以下のようである。
【００１９】
図４（Ａ）にはワイヤ溶接端子３１の溶接前の状態が示されており、図５（Ａ）にはコネクタ溶接端子３７の溶接前の状態が示されている。まずは、ワイヤ溶接端子３１について説明する。図４（Ａ）に示すように、ワイヤ溶接端子３１には、その先端部を縦割りにするスリット３２が形成され、そのスリット３２内にワイヤ１６が配されている。スリット３２は、ワイヤ１６の直径とほぼ同じ幅をなし、ワイヤ１６の直径の約２〜３倍の長さになっている。また、スリット３２の奥面はワイヤ１６の周面に対応した曲面形状をなし、例えばワイヤ１６の外周面をスリット３２の奥面に押し当てた状態にして、図４（Ａ）におけるバスバー３０の上面からワイヤ１６の先端がその直径の約１〜３倍ほど突出している。
【００２０】
さて、ワイヤ溶接端子３１のうちスリット３２の両側に形成された突片３３，３３は、スリット３２を挟んで互いに線対称な形状になっている。また、各突片３３の外縁部には、先端に向かうに従ってスリット３２側に接近したテーパ面３５が形成され、これにより各スリット３２が先細り形状になっている。さらに、両突片３３，３３の互いの対向面には、スリット３２の開口を拡げる案内面３４が形成されている。その上、ワイヤ溶接端子３１は、先端側が基端側より段付き状に幅狭になっている。そして、図６に示すように、ワイヤ溶接端子３１の幅狭部分の長さ（図６のＬ）は、スリット３２の長さ（図６のＭ）より長くなっている。
【００２１】
次に、コネクタ溶接端子３７について説明する。図５（Ａ）に示すように、コネクタ溶接端子３７は、同図の上方に向かって真っ直ぐ延び、その上面の一側部から舌片３８を上方に延設した構造になっている。一方、コネクタ用バスバー４１の先端部は、前記ワイヤ溶接端子３１の先端部と同じ構造になっている。即ち、コネクタ用バスバー４１の先端部にはスリット４２が形成され、そのスリット４２の両側の突片４３，４３には、側縁部にテーパ面４５が形成されている。そして、コネクタ用バスバー４１のスリット４２内にコネクタ溶接端子３７の舌片３８が配され、その舌片３８の先端がコネクタ用バスバー４１の上方に突出している。
【００２２】
このように構成されたワイヤ溶接端子３１とワイヤ１６及び、コネクタ溶接端子３７とコネクタ用バスバー４１は、ＴＩＧ溶接によって溶接される。具体的には、ワイヤ溶接端子３１とワイヤ１６との溶接に関しては、例えば、ワイヤ１６の先端部にＴＩＧ溶接の溶接トーチ（図示せず）を突き合わせてアークを発生させ、そのアークの熱によってワイヤ１６及び突片３３，３３が溶かされる。ここで、両突片３３，３３は先細り形状であるので、従来のもの（図９参照）に比べて容易に溶ける。従って、溶接トーチの突き合わせ位置がワイヤ１６の先端から多少ずれても、両突片３３，３３が均等に溶ける。そして、溶けた金属が固化したときには、図４（Ｂ）に示すようにバスバー３０とワイヤ１６との交差部分にビード５０ができる。この形状を従来のものと比較すると、溶接後の両突片３３，３３の形状差が従来より小さく、見栄えがよい。また、本実施形態の溶接構造では、ワイヤ１６が突片３３，３３の間に挟持されるので、溶接時に作業者がワイヤ１６とワイヤ溶接端子３１とを組み付け状態に保持する必要がなく、作業性にも優れる。しかも、本実施形態の溶接構造によれば、ワイヤ溶接端子３１の先端側を基端側より段付き状に幅狭にし、その幅狭部分の長さをスリット３２より長くしたので、ワイヤ溶接端子３１のうちワイヤ１６が収まる位置より基端側が幅狭になり、突片３３，３３の基端側からワイヤ溶接端子３１の本体部分に逃げる熱が減る。この点によっても突片３３，３３が溶け易くなる。
【００２３】
また、コネクタ溶接端子３７とコネクタ用バスバー４１との溶接に関しても同様に、例えば、舌片３８の先端部に溶接トーチを突き合わせて発生させたアークによって、舌片３８及び突片４３，４３が溶かされる。すると、先細り形状の両突片４３，４３が、従来のものより容易かつ均等に溶け、溶接後には、図５（Ｂ）に示すように、従来より見栄えがよいビード５１ができる。
【００２４】
このように、本実施形態によれば、バスバー３０（４１）のうちスリット３２（４２）を挟んだ両側の突片３３，３３（４３，４３）を先細り形状にしたことで、従来より両突片３３，３３（４３，４３）が容易に溶けるようになり、溶接部分の接合力が安定する。また、図７に示した従来のバスバー１のように起立壁１Ａを設けなくてもよいので、溶接部分がコンパクトになる。さらに、従来より両突片３３，３３（４３，４３）が容易に溶けるので、溶接後の両突片３３，３３（４３，４３）の形状差が従来より小さくなり、溶接部分の見栄え品質が向上する。
【００２８】
＜他の実施形態＞
前記第１実施形態では、モータ内の結線部分に本発明を適用したものを例示したが、モータ以外の電気製品に備えたバスバーと相手部材との溶接部分に本発明を適用してもよい。これ以外にも、本発明は、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るモータを構成する部品の分解斜視図
【図２】そのステータコア及び筒形ハウジングの側断面図
【図３】筒形ハウジング及びバスバーホルダーの平面図
【図４】（Ａ）ワイヤ溶接端子とワイヤとを組み付けた状態の斜視図，（Ｂ）ワイヤ溶接端子とワイヤとを溶接した状態の斜視図
【図５】（Ａ）コネクタ用バスバーとコネクタ溶接端子とを組み付けた状態の斜視図，（Ｂ）コネクタ用バスバーとコネクタ溶接端子とを溶接した状態の斜視図
【図６】ワイヤ溶接端子の平面図
【図７】従来の溶接部構造を示す斜視図
【図８】従来の溶接部構造を示す斜視図
【図９】（Ａ）従来の溶接構造の溶接前の平面図、（Ｂ）その溶接後の平面図
【符号の説明】
１０…モータ
１２…ステータコア
１５…コイル
１６…ワイヤ（相手部材）
３０…バスバー
３１…ワイヤ溶接端子
３２，４２…スリット
３３，４３…突片
３５，４５…テーパ面
３７…コネクタ溶接端子
３８…舌片（相手部材）
４１…コネクタ用バスバー

Claims (4)

1. バスバーの先端部を縦割りにするスリットを形成し、そのスリット内に相手部材の先端部を配して、それらバスバーと相手部材とをＴＩＧ溶接するためのバスバーの溶接構造であって、
   前記バスバーのうち前記スリットを挟んだ両側の突片を先細り形状にすると共に、前記バスバーの先端側全体を基端側より段付き状に幅狭にしかつその幅狭部分の長さを前記スリットより長くしたことを特徴とするバスバーの溶接構造。
2. 前記各突片には、先端に向かうに従って前記スリット側に接近するテーパ面が形成されたことを特徴とする請求項１記載のバスバー溶接構造。
3. 前記相手部材は、ブラシレスモータのステータコアに巻回された複数のコイルの端末であり、前記バスバーにより前記複数のコイルを互いに結線したことを特徴とする請求項１又は２に記載のバスバーの溶接構造。
4. バスバーの先端部を縦割りにするスリットを形成し、
   前記バスバーのうち前記スリットを挟んだ両側の突片を先細り形状とし、
   さらに、前記バスバーの先端側全体を基端側より段付き状に幅狭にして、その幅狭部分の長さを前記スリットより長くしておき、前記スリット内に相手部材の先端部を配して、それらバスバーと相手部材とをＴＩＧ溶接することを特徴とするバスバーの溶接方法。

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