JP4650284B2 - リードフレーム及びそれを用いた配電部品 - Google Patents

Description

本発明は、例えばハイブリッド車、電気自動車等に用いられるモータのモータコイルの結線に供されるリードフレーム及びそれを用いた配電部品に関する。

ハイブリッド自動車や電気自動車に用いられるモータのモータコイルの結線を行うために、配電部品が用いられている。配電部品は、複数の（例えばＵ相、Ｖ相、Ｗ相の）リードフレームを有し、それらリードフレームを一体化したものである。従来のリードフレームとして銅板を打ち抜き加工してリードフレームを製作したものや、導体に絶縁被覆した電線を折り曲げ加工してリードフレームを製作したものがある（特許文献１，２参照）。

図４に示すように、従来の配電部品４１は、単線の導体、例えば導線に絶縁被覆した電線４２を折り曲げ加工により略円環状に成形してリードフレーム４０を製作し、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のリードフレーム４０を固定手段ｒにより一体化したものである。

リードフレーム４０には、モータコイルと接続するためのコイル用端子部４３が所定の間隔で複数個設けられている。コイル用端子部４３は絶縁被覆が除去されている。また、リードフレーム４０は電力供給用の電源と接続するための給電用端子部４４を有する。Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のリードフレーム４０は、リードフレーム４０の軸方向に互いに接しないように、かつ各相のリードフレーム４０のコイル用端子部４３、給電用端子部４４が周方向で重ならないように配置され、固定手段ｒにより一体化される。

図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、配電部品４１とモータコイル５１の接続部は、配電部品４０のコイル用端子部４３と、コイル用端子部４３と一端が接続される中継部品５２と、中継部品５２の他端と接続されるモータコイル５１の先端部から構成される。

接続作業は、モータコイル５１を有するステータに配電部品４０を組み込んだ後、コイル用端子部４３と中継部品５２の一端と、中継部品５２の他端とモータコイル５１の先端との２箇所を溶接により接続する。

特許第３６８１３６６号公報 特許第３７０１６３９号公報

しかしながら、従来の配電部品４１の構造では、コイル用端子部４３と中継部品５２の一端と、中継部品５２の他端とモータコイル５１の先端との２箇所を溶接する際、図５（ｂ）に示すように、溶接電極５３を円環状の配電部品４１の円周方向に沿って配置する必要がある。従来の配電部品４１では、コイル用端子部４３の溶接面と中継部品５２の溶接面が配電部品４１（リードフレーム４０）のなす略円環を含む平面に対して平行である。

したがって、配電部品４１を設計する際に、溶接電極５３を配置するためのスペースを確保する必要があった。具体的には、図５（ｂ）に示すように、１つのコイル用端子部４３に対して４つの溶接電極５３のスペースが必要である。これは、配電部品４１を小型化するとき、例えば円環状の配電部品４１の径を小さくするときなどに、スペースの確保が困難となり、設計上の制約となっていた。

また、ステータに配電部品４１を組み込む前に、配電部品４１に中継部品５２を接続することも考えられるが、軸方向の寸法が大きくなってしまうという問題がある。

そこで、本発明の目的は、小型化が可能であるリードフレーム及びそれを用いた配電部品を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、モータコイルと結線するためのリードフレームにおいて、
そのリードフレームが線状導体により略円環状に折り曲げ加工されると共に、前記モータコイルと接続するためのコイル用端子部が設けられ、
そのコイル用端子部に、一端が前記コイル用端子部に他端が前記モータコイルに接続される中継部品が取り付けられており、
前記コイル用端子部と中継部品の一端とが、リードフレームのなす略円環を含む平面に対して交差する方向に溶接されているリードフレームである。

請求項２の発明は、前記中継部品は、前記コイル用端子部から径方向に延出した径方向部と、その径方向部から周方向に延出した周方向部とからなる請求項１記載のリードフレームである。

請求項３の発明は、上記中継部品の一端は前記コイル用端子を挟むように略コ字状に形成され、上記中継部品の他端は前記モータコイルを挟むように略コ字状に形成される請求項１または２記載のリードフレームである。

請求項４の発明は、前記コイル用端子部と前記中継部品の一端とは、リードフレームの軸方向に溶接されている請求項１〜３いずれかに記載のリードフレームである。

請求項５の発明は、導体に絶縁被覆を施した線状導体を複数本撚り合わせ、撚り合わせた複数本の線状導体を略円環状に折り曲げ加工して形成した請求項１〜４いずれかに記載のリードフレームである。

請求項６の発明は、前記線状導体は、導体にＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＶＴＦなどのふっ素樹脂絶縁体を被覆した電線、または導体にポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエステルイミド、ポリエステルなどの絶縁樹脂で被覆したエナメル線である請求項１〜５いずれかに記載のリードフレームである。

請求項７の発明は、請求項１〜６いずれかに記載したリードフレームを複数個用い、これらを重ねて形成した配電部品である。

請求項８の発明は、前記複数個のリードフレームは、固定手段で部分的に固定されることにより一体化されている請求項７記載の配電部品である。

本発明によれば、リードフレームの小型化が可能である。

以下、本発明の好適な実施形態を添付図面にしたがって説明する。

図１は、本発明の好適な実施形態を示すリードフレームの平面図である。

図１に示すように、本実施形態に係るリードフレーム１０は、線状導体２を略円環状に折り曲げ加工して形成される。線状導体２としては、単線の導体に絶縁被覆を施した電線を用い、その電線を略円環状に折り曲げ加工して製作する。単線の導体として例えば銅線を用いることができ、強度や加工性を考慮して、その直径は１〜５ｍｍのものが好適に使用できる。

絶縁被覆の材料としては、例えば、ふっ素樹脂絶縁体（例えば、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＶＴＦなど）が使用できる。また、線状導体２としては、銅線にポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエステルイミド、ポリエステルなどの絶縁樹脂を被覆したエナメル線を用いることができる。

また、リードフレーム１０は、前記電線を複数本撚り合わせ、撚り合わせた複数本の電線を略円環状に折り曲げ加工して製作してもよい。なお、略円環状に形成されたリードフレームとしては、厳密に円環状のものに限られるものではなく、部分的に径が小さくなった（あるいは大きくなった）凹部（あるいは凸部）を有するような環状のものであってもよい。

線状導体２には、モータコイルと接続するためのコイル用端子部３が径方向内側に突出して複数個（図１では６個）所定間隔で（図１では６０°おきに）設けられる。コイル用端子部３は、線状導体２を折り曲げ加工することにより、径方向内側に略台形状または略Ｖ字状に形成される。なお、コイル用端子部は線状導体２を径方向外側に折り曲げて形成してもよい。

コイル用端子部３には、一端がコイル用端子部３に接続されると共に、他端がモータコイルに接続される平面視で略Ｌ字状の中継部品４が取り付けられている。より詳細には、コイル用端子部３と中継部品４の一端とが、リードフレーム１０のなす略円環を含む平面に対して交差する方向に溶接されている。すなわち、コイル用端子部３の溶接面と中継部品４の溶接面が、リードフレーム１０のなす略円環を含む平面に対して交差している。本実施形態では、コイル用端子部３と中継部品４の一端とを、リードフレーム１０の軸方向（リードフレーム１０の略円環を含む平面に対して垂直方向）に溶接した。

コイル用端子部３の部分は予め絶縁被覆を除去しておき、露出された導体と中継部品４の一端に溶接を行う。また、コイル用端子部３の部分は被覆除去を行わずに、熱により絶縁被覆を溶かしながらコイル用端子部３と中継部品４を溶接するようにすることも可能である。

中継部品４は、コイル用端子部３から径方向内側に延出した幅が広い径方向部４ａと、その径方向部４ａから周方向に延出した幅が狭い周方向部４ｂとからなる。

中継部品４の一端は、コイル用端子３を径方向外側から挟むように略コ字状に形成され、中継部品４の他端はモータコイルを上方から挟むように略コ字状に形成される（図３（ａ）および図３（ｂ）参照）。

中継部品４は、銅板などの金属板からなる。中継部品４は、本実施の形態のように予めリードフレーム１０のコイル用端子部３に溶接しておくことが好ましい。なお、ステータに図２で後述する配電部品を組み込んだ後に、中継部品４を配電部品とモータコイルとに溶接するという２箇所の溶接工程で行うことも可能である。

リードフレーム１０は、電力供給用の電源と接続するための１つの給電用端子部５を有し、給電用端子部５は折り曲げ加工により線状導体２の一端と他端とが接した状態でリードフレーム１０の円環の径方向外側に形成した凸部に、端子を圧接や溶接により取り付けて形成したものである。

次に、リードフレーム１０を用いた配電部品を説明する。

図２に示すように、本実施形態に係る配電部品１は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のリードフレーム１０を有し、これらＵ相、Ｖ相、Ｗ相のリードフレーム１０を軸方向に重ね、固定手段１１（図２では１８個）で部分的に固定することにより一体化して形成したものである。

固定手段１１は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のリードフレーム１０をリードフレーム１０の周方向に間隔をおいて部分的に樹脂モールドを施して形成する。固定手段１１は、本実施形態のものに限られず、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のリードフレーム１０を一体化できるものであれば、結束バンドなどでもよい。

Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のリードフレーム１０は、リードフレーム１０の軸方向に互いに接しないように、かつ各相のリードフレーム１０のコイル用端子部３、給電用端子部５が周方向で重ならないように配置されて一体化される。リードフレーム１０はＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３個に限られず、第４のリードフレームとして中性相を重ねることも可能であり、複数個であれば特に限定されない。

図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、配電部品１とモータコイル３１とは、ステータの内周面に配電部品１の外周面が臨むように、ステータ３２に配電部品１を組み込んだ後、接続される。中継部品４の他端はモータコイル３１の先端と溶接される。中継部品４をモータコイル３１と溶接する際は、モータコイル３１の先端を中央に挟むように中継部品４のコ字状の他端を配し、その両側に溶接電極３３を配置して溶接を行う。

これにより、モータ電源からの電力は、給電用端子部５、コイル用接続端子３、中継部品４を介してモータコイル３１への供給が可能になる。

本実施形態の作用を説明する。

リードフレーム１０では、中継部品４の一端とコイル用端子部３は、リードフレーム１０の軸方向に溶接されている。この構成によれば、中継部品４の一端とコイル用端子部３とを溶接する際、溶接電極３３（図３（ｂ）の一番左側の溶接電極３３）をリードフレーム１０の軸方向に配置することが可能となる。

これにより、中継部品４の一端とコイル用端子部３を溶接するための溶接電極３３を配置するスペースを、配電部品１の円周方向に沿って確保する必要がなくなり、リードフレーム１０および配電部品１の小型化が可能となる。具体的には、図３（ｂ）に示すように、１つのコイル用端子部３に対して３つの溶接電極３３で間に合う。

また、リードフレーム１０として、コイル用端子部３に中継部品４を予め取り付けた形態の場合には、モータコイル３１を有するステータ３２に配電部品１を組み込んだ後、中継部品４の他端とモータコイル３１との１箇所の溶接工程のみでステータ３２への配電部品１の取付け作業が完了する。この場合、リードフレーム１０を用いた配電部品１は、短時間でモータコイル３１と接続できる。

なお、コイル用端子部と中継部品の一端の溶接方向は、リードフレーム１０の軸方向に限られず、リードフレーム１０のなす略円環を含む平面に対して交差する方向、言い換えればリードフレーム１０の略円環を含む平面上外の方向であればよい

本発明の好適な実施形態を示すリードフレームの平面図である。 図１に示したリードフレームを用いた配電部品の平面図である。 図３（ａ）は図２に示した配電部品とモータコイルの接続部を示す斜視図、図３（ｂ）はその平面図である。 従来のリードフレームを用いた配電部品の平面図である。 図５（ａ）は図２に示した配電部品とモータコイルの接続部を示す斜視図、図５（ｂ）はその平面図である。

符号の説明

１ 配電部品
２ 線状導体
３ コイル用接続部
４ 中継部品
１０ リードフレーム
３１ モータコイル

Claims (8)

1. モータコイルと結線するためのリードフレームにおいて、
   そのリードフレームが線状導体により略円環状に折り曲げ加工されると共に、前記モータコイルと接続するためのコイル用端子部が設けられ、
   そのコイル用端子部に、一端が前記コイル用端子部に他端が前記モータコイルに接続される中継部品が取り付けられており、
   前記コイル用端子部と中継部品の一端とが、リードフレームのなす略円環を含む平面に対して交差する方向に溶接されていることを特徴とするリードフレーム。
2. 前記中継部品は、前記コイル用端子部から径方向に延出した径方向部と、その径方向部から周方向に延出した周方向部とからなる請求項１記載のリードフレーム。
3. 上記中継部品の一端は前記コイル用端子を挟むように略コ字状に形成され、上記中継部品の他端は前記モータコイルを挟むように略コ字状に形成される請求項１または２記載のリードフレーム。
4. 前記コイル用端子部と前記中継部品の一端とは、リードフレームの軸方向に溶接されている請求項１〜３いずれかに記載のリードフレーム。
5. 導体に絶縁被覆を施した線状導体を複数本撚り合わせ、撚り合わせた複数本の線状導体を略円環状に折り曲げ加工して形成した請求項１〜４いずれかに記載のリードフレーム。
6. 前記線状導体は、導体にＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＶＴＦなどのふっ素樹脂絶縁体を被覆した電線、または導体にポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエステルイミド、ポリエステルなどの絶縁樹脂で被覆したエナメル線である請求項１〜５いずれかに記載のリードフレーム。
7. 請求項１〜６いずれかに記載したリードフレームを複数個用い、これらを重ねて形成したことを特徴とする配電部品。
8. 前記複数個のリードフレームは、固定手段で部分的に固定されることにより一体化されている請求項７記載の配電部品。
   

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