JP5773057B2 - 集中巻モータ用の集中配電部材 - Google Patents
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Description
この発明は、集中巻モータ用の集中配電部材に関する。
集中巻モータのステータコイルに巻き回された巻線の端部は、例えばステータの外周に沿って保持部材に格納された円環状のバスバーに接続される。
日本国特許庁が発行したJP2010−141953Aは巻線の端部を接続する、バスバーとコイル接続端子からなる集中配電部材を提案している。
コイル接続端子は、バスバーからモータの回転軸方向に沿って立ち上がる起立部と、起立部の先端から直角に折れ曲がってモータの回転軸に向かう水平部と、水平部の先端から再び直角に折れ曲がってモータの回転軸と平行に立ち上がる垂直部とからなる。係止部は垂直部の先端に一体形成され、モータの回転軸方向から眺めた状態でU字形断面をなす。ステータコイルの巻線の端部はこのU字形断面の内側に係止される。
バスバーとコイル接続端子は一枚の帯状部材から切り出される。起立部と水平部及び水平部と垂直部の間でコイル接続端子はそれぞれ90度ずつ屈曲する。係止部は垂直部からT字形に側方へ延びる2個のウイング部を、モータの回転軸と平行な折り曲げ線のもとでモータ中心方向にそれぞれ90度ずつ折り曲げたU字形断面に形成される。
従来技術による集中配電部材には、コイル接続端子の屈折部が3箇所あり、結果として集中配電部材の回転軸方向の寸法が大きくなることは避けられない。集中配電部材が大型化することで、結果として、電動モータの回転軸方向の寸法も大きくならざるを得ない。
この発明は、したがって、集中巻モータ用の集中配電部材用のモータの回転軸方向の寸法を小さくすることである。
以上の目的を達成するために、この発明による集中巻モータのための集中配電部材は、中心軸を有する円環状のバスバーと、バスバーと一体形成されバスバーの内側に位置するコイル巻線の端部を係止するコイル接続端子と、を備えている。
コイル接続端子は、バスバーから中心軸と平行に延びる、先端を有する起立部と、先端から中心軸に向けて延びる一対のアームと、一対のアームの先端に設けた巻線の端部の係止部と、を備える。一対のアームは起立部の先端からバスバーの接線方向両側へ延び、中心軸と平行な折り曲げ線で中心軸に向けて屈曲させた一対のウイング部で構成される。
この発明の詳細並びに他の特徴や利点は、明細書の以下の記載の中で説明されるとともに、添付された図面に示される。
図面のFIG.1を参照すると、この発明の実施形態による集中配電部材は、3相交流集中巻モータのステータの配電部1に適用される。
ステータは複数のステータコイルを図の配電部1の内側に備える。配電部1は、ステータコイルの総数を交流の相数である3で割った数に等しい複数組のコイル接続端子3を備える。各組のコイル接続端子3はU相、V相、W相の各コイルの一端にそれぞれ接続される3個のコイル接続端子3と、U相、V相、W相の各コイルのもう一端を接続する1個の中性相のコイル接続端子3の計4個コイル接続端子3からなる。
コイル接続端子3は相ごとに共通のバスバー6に接続される。バスバー6はリング状の部材であり、U相、V相、W相、及び中性相の4個のバスバー6が、絶縁材料で構成された円筒状の保持部材2の環状溝に、互いに絶縁状態で保持される。
U相、V相、及びW相のバスバー6は保持部材2に固定されたバスバー強電端子5を介して各相の給電用配線に接続される。
配電部1は取り付けボス4を貫通するボルトにより、モータのケーシングに固定される。
FIG.2を参照すると、各層のバスバー6は一部を切断した円環状をなす。各バスバー6には1個のバスバー強電端子5と、一定角度間隔で配置された複数個のコイル接続端子3が形成される。バスバー強電端子5にはバスバー6を保持部材2に係止するためのボルト孔7が形成される。
FIG.3を参照すると、コイル接続端子3はバスバー6と一体形成される。図はV相のバスバー6に一体形成されたコイル接続端子3を示す。各相のバスバー6は保持部材2に中心軸を中心に同心円状に形成された環状溝に嵌合する。バスバー6の中心軸はモータの回転軸に相当する。各相のバスバー6間は環状溝を画成する隔壁8によって絶縁される。さらに、保持部材2に充填される絶縁樹脂材9によりバスバー6は環状溝内に固定される。図の上下方向がバスバー6の中心軸方向に相当する。
FIG.4を参照すると、各コイル接続端子3は、バスバー6から中心軸と平行に延設された起立部11と、起立部11から中心軸に向けて延びる一対のアーム12とからなる。一対のアーム12は基部12Aと狭窄部12Bと係止部12Cからなる。
一対のアーム12は起立部11の両側端からバスバー6の接線方向両側へ突出するウイング状部材を、バスバー6の中心軸と平行な折り曲げ線からそれぞれ中心軸に向けて屈曲させることで構成される。一対のアーム12の途中には互いに相接する狭窄部12Bが形成される。起立部11から狭窄部12Bに至る部位が一対のアーム12の基部12Aを構成する。また、一対のアーム12の狭窄部12Bより先端側が係止部12Cを構成する。係止部12Cは、二股に開いた先端122と狭窄部12Bによって閉塞した基端121からなるU字形平面形状をなす。
FIG.5を参照すると、コイル接続端子3は、帯状部材100を切り抜くことで、バスパー強電端子5とともに、あらかじめバスバー6に一体形成される。すなわち、図に示すように、後に一対のアーム12を構成するウイング部120と起立部11とがバスバー6から略T字状に突出した形状に切り抜かれる。バスバー強電端子5も同方向に突出する形状に切り抜かれる。このようにして、バスパー強電端子5と複数のコイル接続端子3をあらかじめ一体形成したバスバー6は円筒形状に曲げ加工され、保持部材2の管状溝に固定される。バスパー強電端子5はバスバー6の中心軸に向けて90度折り曲げられる。これにより、ボルト孔7が保持部材2の所定位置に形成した螺合孔に重なり、ボルト孔7に貫通させたボルトにより、バスバー6は保持部材2に位置決めされる。
一方、コイル接続端子3は次のようにしてFIG.4に示す形状に加工する。
まず、起立部11の両側面からバスバー6と平行に側方へ突出するウイング部120を、円筒形状に曲げ加工された状態のバスバー6の中心軸と平行な折り曲げ線から、90度折り曲げる。これにより、円筒形状に曲げ加工された状態のバスバー6において、起立部11から中心軸に向かって延びる2本のアーム12が出現する。2本のアーム12の中間部を互いに相接するように工具を用いてカシメを加えることで、狭窄部12Bが形成される。狭窄部12Bの形成の結果として、基部12Aと係止部12Cが出現する。
このようにして一体形成された、バスバー6と、バスバー強電端子5と、複数のコイル接続端子3からなる集中配電部材を、U相、V相、及びW相のそれぞれについて用意し、保持部材2の対応する環状溝に固定する。また。中性相用にバスバー6と複数のコイル接続端子3からなる集中配電部材を用意し、保持部材2の対応する環状溝に固定する。
なお、一対のアーム12の長さは、保持部材2内の管状溝の位置によって異なる。保持部材2の外周寄りの環状溝に配置される集中配電部材ほどコイルへの距離が遠くなる。したがって、保持部材2の外周寄りの環状溝に配置される集中配電部材については、アーム12、詳細にはアーム12の基部12Aを長く設定する。
以上のようにして、各相の集中配電部材を固定した後、配電部1は取り付けボス4を貫通するボルトにより、モータのケーシングに固定される。
コイル巻線端部の係止部12Cへの係止は次のように行なわれる。すなわち、巻線の端部をU字形平面形状の係止部12Cの内側に導いた状態で、二股に開いた先端122の両外側に電極を接続し、電圧を印加する。電流は係止部12Cの基端121を通り、基端121の電気抵抗により発熱する。この熱が二股に開いた先端122に伝達され、巻線端部の被覆を溶融させる。このようにして被覆を除去された巻線は二股に開いた先端122に溶着する。この工程をヒュージングと称する。
以上のように、この発明による集中配電部材は、バスバー6からモータの回転軸方向へ延びる起立部11に、両側方へ延びる一対のウイング部120をあらかじめ形成し、ウイング部120を円筒形状に曲げ加工された状態のバスバー6の中心軸に平行な折り曲げ線から中心軸に向けて折り曲げることで一対のアーム12を形成している。また、一対のアーム12の先端に巻線の端部の係止部12Cを設けている。
そのため、アーム12には、中心軸に沿った方向に関して起立部11から突出する部位がない。アーム12の先端に設けられた巻線の端部の係止部12Cも同様に起立部11から突出しない。その結果、コイル接続端子3のモータの回転軸方向の寸法は、起立部11の中心軸に沿った方向の寸法と実質的に同じとなり、モータの回転軸方向の集中配電部材の寸法を小さく抑えることができる。
したがって、集中配電部材を用いる集中巻モータの小型化に好ましい効果が得られる。コイル接続端子3は、屈曲部が少ない単純な形状となるため、集中配電部材の構造が単純化される。これは集中配電部材の製造コストの低減に好ましい効果をもたらす。
また、一対のアーム12の途中にカシメを加えることで狭窄部12B並びに係止部12Cの基端121を形成するので、巻線の端部を係止する係止部12Cを容易に形成できる。また、バスバー6と複数のコイル接続端子3とを含む集中配電部材を一枚の帯状部材100を切り抜いて作成するので、集中配電部材を安価に形成できる。さらに、切り抜きの時点では、アーム12はFIG.5に示すように、起立部11から側方へ突出するウイング部120として存在する。そのため、アーム12の形成のために帯状部材100の幅を拡げる必要がなく、この点も集中配電部材の製造コストの低減に好ましい効果をもたらす。
次にこの発明の別の実施形態を説明する。
FIGS.6と7を参照すると、この実施形態による集中配電部材は、コイル接続端子3の一方のアーム12に折り曲げ部15を設けている。
第1の実施形態では、コイル接続端子3の一対のアーム12に形成した狭窄部12Bが係止部12Cの基端121を構成しているが、この実施形態では、折り曲げ部15が係止部12Cの基端121を構成する。
FIG.8を参照すると、コイル接続端子3は、第1の実施形態と同様に帯状部材100を切り抜くことで、バスバー6に一体形成される。このとき、一方のウイング部120に折り曲げ部15としてバスバー6に向けて突出する突起150を形成する。起立部11の両側面から側方へ突出するウイング部120を折り曲げて一対の平行なアーム12を形成する際に、突起150の先端が一対のアーム12の間に挟み込まれるように突起150をU字形に折り曲げる。このようにして形成された折り曲げ部15が係止部12Cの基端121を構成する。
この場合に、折り曲げ部15と、突起150を形成しないアーム12とは互いに固定されていないため、これらの接触部の電気抵抗が大きくなる。しかし、コイル巻線の端部を係止部12Cに係止する、前述のヒュージング工程において、係止部12Cの二股の先端122に電圧を印加する際に、先端122の両外側から内向きの圧力を加えることで、折り曲げ部15と、突起150を形成しないアーム12との接触抵抗が低下し、ヒュージングが可能となる。
この実施形態によれば、狭窄部12Bを形成するためのカシメ工程が不要となる。また、折り曲げ部15のための突起150は、帯状部材100を切り抜いて集中配電部材を形成する際に、ウイング部120からバスバー6に向けて形成される。したがって、折り曲げ部15は帯状部材100の幅を広げることなく形成可能である。
以上の説明に関して2012年 2月27日を出願日とする日本国における特願2012−40256号、の内容をここに引用により合体する。
以上、この発明をいくつかの特定の実施例を通じて説明してきたが、この発明は上記の各実施例に限定されるものではない。当業者にとっては、クレームの技術範囲でこれらの実施例にさまざまな修正あるいは変更を加えることが可能である。
例えば、折り曲げ部15を一対のアーム12の双方に形成することも可能である。この場合には、折り曲げ部15を構成する突起150が、一対のウイング部120を折り曲げて一対のアーム12を形成する際に、一対のアーム12の内側にそれぞれ折り込まれるように、突起150を折り曲げる。
以上のように、この発明により集中巻モータ回転軸方向の寸法を小さくできるので、配置スペースの限られた車両搭載用のモータに適用することで特に好ましい効果が得られる。
この発明の実施例が包含する排他的性質あるいは特長は以下のようにクレームされる。
Claims (4)
- 集中巻モータのための集中配電部材において、
中心軸を有する円環状のバスバーと;
バスバーと一体形成され、バスバーの内側に位置するコイル巻線の端部を係止するコイル接続端子と、を備え、
コイル接続端子は、バスバーから中心軸と平行に延びる、先端を有する起立部と;
先端から中心軸に向けて延びる一対のアーム、一対のアームは起立部の先端からバスバーの接線方向両側へ延び、中心軸と平行な折り曲げ線で中心軸に向けて屈曲させた一対のウイング部で構成される、と:
一対のアームの先端に設けた巻線の端部の係止部と、
を備え、
一対のアームの途中に互いに接する方向へ変形させた狭窄部を形成し、一対のアームの、狭窄部より先端側に形成される二股の部位に係止部を設けた、集中巻モータ用の集中配電部材。 - 集中巻モータのための集中配電部材において、
中心軸を有する円環状のバスバーと;
バスバーと一体形成され、バスバーの内側に位置するコイル巻線の端部を係止するコイル接続端子と、を備え、
コイル接続端子は、バスバーから中心軸と平行に延びる、先端を有する起立部と;
先端から中心軸に向けて延びる一対のアーム、一対のアームは起立部の先端からバスバーの接線方向両側へ延び、中心軸と平行な折り曲げ線で中心軸に向けて屈曲させた一対のウイング部で構成される、と:
一対のアームの先端に設けた巻線の端部の係止部と、
を備え、
コイル接続端子は、一対のウイング部に形成した突起をU字形に屈曲させた折り曲げ部をさらに備え、折り曲げ部の先端を一対のアームに挟み込み、折り曲げ部より先端側のアームに係止部を設けた、集中巻モータ用の集中配電部材。 - 突起は一対のウイング部の一方からバスバーに向けて突出する、請求項2の集中巻モータ用の集中配電部材。
- バスバーとコイル接続端子は、所定形状に切断され、所定の折り曲げを加えた帯状部材で構成される、請求項1から3のいずれかの集中巻モータ用の集中配電部材。
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