JP5958767B2 - バスバーリングの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、モータの集中配電部材に用いられるバスバーリングの製造方法に関する。

３相モータのステータの巻線に電力を供給するための集中配電部材の一例として、下記特許文献１に記載されたものが知られている。このものは、電源と接続される１個の給電端子と、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相の巻線と接続される複数の接続端子とを一方の側縁に備えたバスバーを環形に回曲してなるバスバーリングが、径寸法を異にした形態で３個備えられ、それらが環形の樹脂製ホルダ内に、互いに絶縁された形態で径方向に積層されて収容された構造となっている。
なお、特許文献１のバスバーリングは、給電端子は別体に形成されてバスバーに後付けされているが、バスバーの一側縁に、給電端子が接続端子ともども一体的に形成されたものも提案されている。

従来、上記のようなバスバーの一側縁に給電端子と複数の接続端子とを一体的に形成した形式のバスバーリングは、以下のような手順で製造される。
バスバーはプレス機で成形され、まず所定長に切断された帯状のバスバー素材に対し、図７に示す第１ステージｓ１において打ち抜き工程が実行されて、バスバー１の一側縁から、１個の給電端子２と、所定数の接続端子３とが同一面上で張り出した外形に打ち抜かれ、次に図８に示す第２ステージｓ２に移って曲げ工程が実行され、打ち抜かれた１個の給電端子２と所定数の接続端子３とがそれぞれ所定形状に曲げ成形される。そののちバスバー１が環形に回曲されてバスバーリングが完成する。

特開２００３−１３４７５９号公報

上記従来の製造方法では、各バスバー１ごとに一括して打ち抜き工程と曲げ工程とが実行されるようになっているため、金型、プレス機に大型のものが必要であり、設備費が嵩む嫌いがある。また、モータの巻線の数の変更に伴い、バスバー１について自身の長さも含めて接続端子３の数の変更が必要となった場合には、金型自体の形状を変更する必要があり、簡単に対応できないという問題があった。
本発明のバスバーリングの製造方法は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、金型、プレス機の小型化を実現して設備費の削減を図り、また、バスバーの仕様変更にも簡単に対応できるようにするところにある。

本発明は、モータの集中配電部材に用いられ、複数の巻線との接続端子が一側縁に沿って備えられたバスバーが環形に回曲されてなるバスバーリングの製造方法であって、帯状をなすバスバー素材がプレス機を一定ピッチで順送される間に、バスバーの一側縁から接続端子が同一面上で張り出した外形に打ち抜く打ち抜き工程と、打ち抜かれた接続端子を所定形状に曲げ成形する曲げ工程と、バスバーを所定長さずつに切断する切断工程と、が順次に実行され、その後に、所定長さに切断されたバスバーが環形に回曲されるところに特徴を有する。

この構成によれば、帯状をなすバスバー素材（フープ材）が一定ピッチずつ順送される間に、まず打抜き工程でバスバーの一側縁から接続端子が同一面上で張り出した外形形状が打ち抜かれ、続く曲げ工程で、打ち抜かれた接続端子が所定形状に曲げ成形され、予め定められたピッチ数だけ送られたところでバスバーが切断されることにより、所定長さのバスバーが成形される。そののち同バスバーが環形に回曲されてバスバーリングが製造される。
使用する金型としては、順送１ピッチ分に相当する短寸の成形部を必要な工程分だけ並べた大きさに留められ、一括型と比較すると、金型ひいては同金型を装備したプレス機を小型化でき、設置スペースも含めて設備費が削減でき、ひいては製造コストの低減が図られる。また、接続端子の数が異なるバスバーが必要となった場合は、金型はそのままで、切断工程に至る順送ピッチの数を変更するだけで、簡単に対応することができる。

他の発明は、モータの集中配電部材に用いられ、給電端子と、複数の巻線との接続端子とが一側縁に沿って備えられたバスバーが環形に回曲されてなるバスバーリングの製造方法であって、帯状をなすバスバー素材がプレス機を一定ピッチで順送される間に、バスバーの一側縁から給電端子と接続端子とが同一面上で張り出した外形に打ち抜く打ち抜き工程と、打ち抜かれた給電端子と接続端子とを所定形状に曲げ成形する曲げ工程と、曲げ成形された給電端子を選択的に切除する切除工程と、バスバーを所定長さずつに切断する切断工程と、が順次に実行され、その後に、所定長さに切断されたバスバーが環形に回曲されるところに特徴を有する。

この構成では、帯状をなすバスバー素材（フープ材）が一定ピッチずつ順送される間に、まず打抜き工程でバスバーの一側縁から給電端子と接続端子とが同一面上で張り出した外形形状が打ち抜かれ、次の曲げ工程で打ち抜かれた給電端子と接続端子とが所定形状に曲げ成形される。続く切除工程では、曲げ形成された給電端子が切除され、ただし所定のピッチ数目では給電端子が切除されることなく残される。予め定められたピッチ数送られたところでバスバーが切断されることにより、一側縁に給電端子と複数の接続端子とを一体的に形成した所定長さのバスバーが成形される。そののち同バスバーが環形に回曲されてバスバーリングが製造される。
一側縁に給電端子と複数の接続端子とを一体的に形成したバスバーについても、バスバー素材を一定ピッチずつ順送する間に成形することができる。同じく、金型ひいては同金型を装備したプレス機を小型化でき、設置スペースも含めて設備費が削減でき、ひいては製造コストの低減が図られる。また、接続端子の数が異なるバスバーが必要となった場合にも、簡単に対応できる。

さらに、以下のような構成としてもよい。
前記バスバー素材におけるバスバーとして残る領域には、送り孔が一定ピッチで開口されており、前記送り孔を利用して前記バスバー素材が一定ピッチで順送される。この構成では、バスバー素材を一定ピッチずつ確実に給送でき、ひいては高精度のバスバーを成形することができる。

所定長さに切断されたバスバーが多角形の環形に回曲成形される。この構成では、バスバーリングの回動方向の位置決めを行う場合に有効となる。

本発明のバスバーリングの製造方法によれば、金型、プレス機の小型化を実現して設備費の削減を図り、また、バスバーの仕様変更にも簡単に対応することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る集中配電部材の分解斜視図 ホルダにバスバーリングが収容された状態の平面図 集中配電部材の組み付け完了時の平面図 バスバーの正面図 バスバーリングの平面図 バスバーの製造工程を説明するための平面図 従来の製造工程に係る第１ステージの平面図 同第２ステージの平面図

＜実施形態＞
本発明の一実施形態を図１ないし図６によって説明する。
本実施形態に係るモータは、ハイブリッド車に搭載される３相交流１２極対のブラシレスモータであって、エンジンの水平なクランクシャフトに同軸に連結されたロータ（図示せず）と、ロータを同心状に包囲する環形のステータＸ（図３参照）と、ステータＸを同心状に包囲する環形の集中配電部材Ａとを備えて構成される。ステータＸは、コアに巻線を施すことによって構成された複数の磁極（図示せず）によって構成され、磁極は、ロータと同心の円周に沿って一定ピッチで配置されており、各磁極からは巻線の両端部が導出され、スター結線方式が採られている。

集中配電部材Ａは、ステータＸの巻線に電力を供給するためのものであって、先にその全体構造を説明すると、図１に示すように、３個の環形のバスバーリング１０と、各バスバーリング１０を互いに絶縁された形態で同心に配して収容するホルダ２０とを備えている。また、１２個に分割されて全体として環状に配される中性点バスバー３０を備え、各中性点バスバー３０は、インサート成形によって補助ホルダ３５内に埋設されている。

バスバーリング１０は、後記するように形成されたバスバー１１を正３６角形の環形に曲げ形成したものであって、それぞれ１２個の接続端子１２と、１個の給電端子１５とが一体に形成された構造であり、径を異にする３個が備えられている。詳細には、最小径のＵ相のバスバーリング１０Ｕ、中間径のＶ相のバスバーリング１０Ｖ、及び最大径のＷ相のバスバーリング１０Ｗとが備えられている。
なお以下において、３個のバスバーリング１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗについて共通の説明をする場合には、適宜にバスバーリング１０として説明する。

接続端子１２は、図１に示すように、バスバー１１の上縁から立ち上がったのち、環形の中心に向けて直角曲げされ、再び立ち上がったクランク状に形成されており、上端には、横向きのＵ字形をなす圧着部１３が形成されている。接続端子１２は、図５に示すように、バスバー１１における始端の縁辺部１７ｓを含めて２辺置きの縁辺部１７と、終端の短寸の縁辺部１７ｅの計１２箇所において、上記した姿勢で形成されている。各圧着部１３は、対応する巻線の一端側をフュージングにより固着することに機能する。ここで、径の大きいバスバーリング１０ほど、接続端子１２の高さ途中の水平部の長さが大きく形成されている。

給電端子１５は、図５に示すように、上記した接続端子１２のうち始端から６番目の接続端子１２が形成された縁辺部１７に並んで形成されている。給電端子１５は、図１に示すように、概ねバスバー１１の上縁から小寸法立ち上がったのち、環形の中心に向けて直角曲げされ、再び大きく立ち上がったクランク状に形成されている。給電端子１５における上側の立ち上がり部１６が、相手の電源側端子（図示せず）と接続されることに機能する。
ホルダ２０は絶縁体である合成樹脂製であって、上面開口の溝状をなし、かつバスバーリング１０と同様に正３６角形の環形に形成されており、内部には、互いに径を異にする正３６角形をなす３本の収容溝２１が、同心に配されて形成されている。

３個のバスバーリング１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗは、所定の回動姿勢を採った上で、対応する収容溝２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗに収容され、収容完了時には、図２に示すように、各バスバーリング１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗの１２個ずつの接続端子１２がそれぞれ２個置きごとに位置しつつ環形に配され、言い換えると、Ｕ，Ｖ，Ｗの３個の接続端子１２が順次に配された円弧形をなす接続端子１２の組が、１２組繋がれるようにして環形に配された形態となる。併せて、各バスバー１１に設けられた給電端子１５（１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗ）が横一列に並んで１箇所に纏まって配され、端子台２３上に支持される。
最後に、中性点バスバー３０が埋設された補助ホルダ３５が装着され、図３に示すように、各中性点バスバー３０の３個の接続端子３２の圧着部３３は、バスバーリング１０側の一組をなす３個の接続端子１２の圧着部１３と、同一円上で１個置きに配される。

以上により、集中配電部材Ａの組み付けが完了し、図４に示すように、ブラシレスモータにおけるステータＸの外周側に嵌められ、言い換えると、３個のバスバーリング１０の全接続端子１２（圧着部１３）と、１２個の中性点バスバー３０の全接続端子３２（圧着部３３）とが、ホルダ２０の内周側において環形をなして、ステータＸの外周部の上面に配された状態となる。
この状態から、ステータＸに設けられた巻線のうち３個並んだ巻線の一端部が、組をなすＵ，Ｖ，Ｗの接続端子１２の圧着部１３に個別にフュージングにより接続され、同３個の巻線の他端部が、対応する中性点バスバー３０の接続端子３２の圧着部３３に同じく個別にフュージングにより接続され、これによりスター結線が完了する。
このような巻線と接続端子１２，３２との接続が全周に亘って実施され、スター結線が１２個並列に形成されることになる。そののち例えば、集中配電部材ＡとステータＸとが、補助ホルダ３５Ｘに設けられたナットホルダ３６（図１参照）のみは外部に露出させた形態で、環形をなすモールド成形品内に埋設された状態とされる。

本実施形態の集中配電部材Ａは上記のような構造であって、続いて、同集中配電部材Ａを構成するバスバーリング１０を製造する方法の一例を説明する。
ここでは、Ｕ相のバスバーリング１０Ｕを製造する場合を説明する。プレス機には、図６に示すように、第１ないし第５の５つのステージＳＩ〜ＳＶが一定ピッチで並んで配設されている。帯状をなすバスバー素材１１Ｘ（フープ材）が、同図の左から右に向けて一定ピッチずつ順送される間に、各ステージＳＩ〜ＳＶにおいて所定の加工が施されるようになっている。上記のバスバー素材１１Ｘには、バスバー１１として残る一側縁側に寄った領域において、送り孔１８が一定ピッチで形成され、同送り孔１８を利用して上記のように一定ピッチずつ順送され、１２回（１２ピッチ）順送されたところでバスバー１１の製造が完了するようになっている。

各ステージＳＩ〜ＳＶには詳細には、固定の下型と、同下型に向けて昇降駆動される可動の上型とが配されており、ここで、各上型は個別に昇降駆動可能であり、かつその昇降駆動の有無が別途制御できるようになっている（例えばカム等を利用した機械的制御）。
個々のステージＳの機能は、以下のようである。第１ステージＳＩでは、バスバー１１の一側縁から給電端子１５と接続端子１２とが同一面上で張り出した外形に打ち抜く打ち抜き工程が実行され、１２回の停止時の全てにおいて上型が駆動される。
第２ステージＳIIでは、打ち抜かれた給電端子１５と接続端子１２とを所定形状に曲げ成形する曲げ工程が実行され、同じく１２回の停止時の全てにおいて上型が駆動される。

第３ステージＳIIIでは、曲げ形成された給電端子１５を切除する切除工程が実行される。但し、同ステージＳIIIでは、１２回の停止時のうち１１回において上型が駆動され、逆に言うと、１２回の停止時のうち１回において上型が駆動されない。本例では、６回目の停止時において上型が駆動されない。
第４ステージＳIVでは、バスバー１１の始端部を切断する始端切断工程が実行され、また、第５ステージＳＶでは、先のバスバー１１の終端部を切断する終端切断工程が実行される。第４ステージＳIV、第５ステージＳＶとも、１２回の停止時のうち最後の１２回目においてのみ、それぞれ上型が駆動される。

バスバーリング１０の製造工程を、Ｕ相のバスバーリング１０Ｕを例に採って、図６によって改めて説明する。
まず、プレス機を用いてバスバー１１が製造される。帯状をなすバスバー素材１１Ｘが一定ピッチずつ１２回順送される間に、まず第１ステージＳＩでバスバー１１の一側縁から給電端子１５と接続端子１２とが同一面上で張り出した外形形状が打ち抜かれ、次の第２ステージＳIIで、打ち抜かれた給電端子１５と接続端子１２とが所定形状に曲げ成形される。続く第３ステージＳIIIでは曲げ成形された給電端子１５が切除され、ただし６回目の停止時には給電端子１５が切除されることなく残される。１２回順送されると、第４ステージＳIVにおいて、バスバー１１（実際には次に取り出されるバスバー１１）の始端部が切断され、具体的には接続端子１２の前の部分が切断され、併せて第５ステージＳＶにおいて、バスバー１１の終端部が切断され、具体的には接続端子１２の後の部分が切断され、これにより所定長さのバスバー１１が成形される。

このバスバー１１は、図４に示すように、その一側縁に、１２個の接続端子１２が一定ピッチで形成されるとともに、１個の給電端子１５が、始端側から６個目の接続端子１２に隣接して形成された形状である。なお、バスバー１１には、プレス機を順送する場合に用いる送り孔１８がそのまま残される。
上記のように形成されたバスバー１１が、図５に示すように、正３６角形の環形に回曲成形されることによって、Ｕ相のバスバーリング１０Ｕが製造されることになる。

なお、Ｖ相とＷ相のバスバーリング１０Ｖ，１０Ｗでは、接続端子１２の配設ピッチ、並びに同接続端子１２と給電端子１５の形状等が、Ｕ相のバスバーリング１０Ｕのものとは微妙に異なっているから、Ｖ相用とＷ相用とに、それぞれ対応したステージ（金型）を配したプレス機が設けられ、各プレス機を使用して、Ｖ相のバスバーリング１０ＶとＷ相のバスバーリング１０Ｗとを構成するバスバー１１がそれぞれ成形される。

以上のように本実施形態のバスバーリング１０の製造方法によれば、一側縁に給電端子１５と複数の接続端子１２とを一体的に形成したバスバー１１を成形するについて、プレス機に装備されたステージＳＩ〜ＳＶに沿って一定ピッチずつ順送する間に成形できる。
そのため、使用する金型としては、順送１ピッチ分に相当する短寸の成形部を必要な工程（ステージＳ）分だけ並べた大きさに留められ、一括型と比較すると、金型ひいては同金型を装備したプレス機を小型化でき、設置スペースも含めて設備費が削減でき、ひいては製造コストの低減が図られる。
なお、接続端子１２の数が異なるバスバー１１が必要となった場合は、金型はそのままで、最後の端部切断工程に至る順送ピッチの数を変更するだけで、簡単に対応することが可能である。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、次のバスバーの始端部を切断する始端切断工程を実行する第４ステージと、当該バスバーの終端部を切断する終端切断工程を実行する第５ステージとを別に設けて並べたのであるが、２倍の大きさの金型を適用する等によって、第４ステージと５ステージとを合体するようにしてもよい。
（２）バスバーの端部形状により、例えば前後のバスバーの繋ぎ部分を単に切断すれば良い場合には、同切断加工を実行する単一のステージを備えるようにしてもよい。

（３）上記実施形態では、曲げ工程等の各工程が、それぞれ１ステージにおいて実行される場合を例示したが、給電端子や接続端子の形状が複雑である場合等には、各工程を複数のステージに亘って実行するようにしてもよく、そのような場合も本発明の技術的範囲に範囲に含まれる。
（４）上記実施形態では、一側縁に給電端子と複数の接続端子とを一体的に形成したバスバーを製造する場合を例示したが、バスバーの一側縁には複数の接続端子のみが一体的に形成され、給電端子は別体に形成されて後から固定される形式のものにも、本発明は同様に適用することができる。

Ａ…集中配電部材
１０，１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗ…バスバーリング
１１…バスバー
１１Ｘ…バスバー素材
１２…接続端子
１５，１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗ…給電端子
１８…送り孔
ＳＩ〜ＳＶ…ステージ

Claims (4)

1. モータの集中配電部材に用いられ、複数の巻線との接続端子が一側縁に沿って備えられたバスバーが環形に回曲されてなるバスバーリングの製造方法であって、
   帯状をなすバスバー素材がプレス機を一定ピッチで順送される間に、
   バスバーの一側縁から接続端子が同一面上で張り出した外形に打ち抜く打ち抜き工程と、
   打ち抜かれた接続端子を所定形状に曲げ成形する曲げ工程と、
   バスバーを所定長さずつに切断する切断工程と、
   が順次に実行され、
   その後に、所定長さに切断されたバスバーが環形に回曲されることを特徴とするバスバーリングの製造方法。
2. モータの集中配電部材に用いられ、給電端子と、複数の巻線との接続端子とが一側縁に沿って備えられたバスバーが環形に回曲されてなるバスバーリングの製造方法であって、
   帯状をなすバスバー素材がプレス機を一定ピッチで順送される間に、
   バスバーの一側縁から給電端子と接続端子とが同一面上で張り出した外形に打ち抜く打ち抜き工程と、
   打ち抜かれた給電端子と接続端子とを所定形状に曲げ成形する曲げ工程と、
   曲げ成形された給電端子を選択的に切除する切除工程と、
   バスバーを所定長さずつに切断する切断工程と、
   が順次に実行され、
   その後に、所定長さに切断されたバスバーが環形に回曲されることを特徴とするバスバーリングの製造方法。
3. 前記バスバー素材におけるバスバーとして残る領域には、送り孔が一定ピッチで開口されており、前記送り孔を利用して前記バスバー素材が一定ピッチで順送されることを特徴とする請求項１または請求項２記載のバスバーリングの製造方法。
4. 所定長さに切断されたバスバーが多角形の環形に回曲成形されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のバスバーリングの製造方法。

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