JP6190599B2 - バスバーユニットの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、モータや発電機等の巻線に接続され、当該巻線に電流を供給するバスバーユニットの製造方法に関する。

モータ等のステータにおいて外部の端子部から各コイルの巻線に電流を供給するためバスバーユニットを用いることが知られている。

特許文献１には、ステータの各巻線に電流を供給する複数のバスバーと、これらのバスバーをステータの軸方向に離間させた状態で保持する絶縁性樹脂と、がインサート成形されることが記載されている。

これらのバスバーには、複数の位置決め孔が形成されている。インサート成形時に金型に設けられた支持部材（ピン）がバスバーの位置決め部に挿入され、金型に対するバスバーの位置決めが行われる。

特開２００６−１０１６１４号公報

しかしながら、このような従来のバスバーユニットにあっては、金型内に注入される樹脂の圧力によって各バスバーには大きな力が作用するので、各バスバーの位置精度を確保することが難しいという問題があった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、インサート成形されるバスバーユニットにおいてバスバーの位置精度を確保できる製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、複数のバスバーを絶縁性樹脂材を用いてインサート成形するバスバーユニットの製造方法であって、複数のバスバーのうち一部のバスバーを第１金型内に配設する１次セット工程と、第１金型内に絶縁性樹脂材を注入してインサート成形を実行して段部を有する１次成形部材を形成する１次成形工程と、１次成形部材と複数のバスバーのうち残りのバスバーを第２金型内に積層して配設する２次セット工程と、第２金型内に絶縁性樹脂材を注入してインサート成形を実行してバスバーユニットを形成する２次成形工程と、を含み、２次セット工程では、当該２次セット工程で配設されたバスバーを第２金型内に配置するとともに、当該バスバーの外周及び内周の少なくとも一方が１次成形部材の段部に当接するように配置することを特徴とする。

本発明の２次成形工程では、第２金型に対するバスバー及び１次成形部材の位置決めが確実に行われるとともに、第２金型内に注入される絶縁性樹脂材の圧力によってバスバーの外周及び内周の少なくとも一方が１次成形部材の段部に当接することによりバスバーの位置ズレが防止される。これにより、バスバーユニットにおけるバスバーの位置精度が確保される。

本発明の実施形態に係る３相交流モータを構成するステータの構造図である。 バスバーユニットを示す斜視図である。 第１〜第４バスバーを示す斜視図である。 第２バスバーを示す正面図である。 第２バスバーを示す側面図である。 第１バスバーを示す正面図である。 第１バスバーを示す側面図である。 第４バスバーを示す正面図である。 第４バスバーを示す側面図である。 第３バスバーを示す正面図である。 第３バスバーを示す側面図である。 積層された第１〜第４バスバーを示す斜視図である。 １次セット工程を説明するための模式図である。 １次成形工程を説明するための模式図である。 １次成形部材を示す斜視図（正面方向）である。 １次成形部材及び各バスバーが積層されたものを示す斜視図である。 １次成形部材及び各バスバーが積層されたものを示す正面図である。 １次成形部材を示す斜視図（背面方向）である。 １次成形部材及び各バスバーが積層されたものを示す斜視図である。 １次成形部材及び各バスバーが積層されたものを示す背面図である。 ２次セット工程を説明するための模式図である。 ２次成形工程を説明するための模式図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は、３相交流モータを構成するステータ１００を示す構成図である。

ハウジング１０１に保持された円環状のステータコア１０２には、図示しないティースが内周側に突出するように多数形成されている。各ティースには、銅線が巻装されてコイル１１１〜１１４、１２１〜１２４、１３１〜１３４が形成されている。

本実施形態では、全部で１２個のコイルであってＵ相コイル１１１〜１１４、Ｖ相コイル１２１〜１２４、Ｗ相コイル１３１〜１３４が、ステータ１００の周方向に沿って環状に配設される。

第１Ｕ相コイル１１１及びこれに隣接する第２Ｕ相コイル１１２が、第３Ｕ相コイル１１３及びこれに隣接する第４Ｕ相コイル１１４と対向配置される。さらに、第１Ｖ相コイル１２１及びこれに隣接する第２Ｖ相コイル１２２が、第３Ｖ相コイル１２３及びこれに隣接する第４Ｖ相コイル１２４と対向配置される。さらに、第１Ｗ相コイル１３１及びこれに隣接する第２Ｗ相コイル１３２が、第３Ｗ相コイル１３３及びこれに隣接する第４Ｗ相コイル１３４と対向配置される。

図２のバスバーユニット１は、図示しない電源から供給される電流を、外部端子としての、Ｕ相端子１９、Ｖ相端子２９、Ｗ相端子３９をそれぞれ介して、Ｕ相コイル１１１〜１１４、Ｖ相コイル１２１〜１２４、Ｗ相コイル１３１〜１３４に供給する。各相コイル１１１〜１１４、１２１〜１２４、１３１〜１３４は、各相コイル１１１〜１１４、１２１〜１２４、１３１〜１３４の巻線端末１１７をそれぞれ介してバスバーユニット１と接続されている。さらに、各相の隣接するコイル同士はその巻線端末１１６が結線されている。

第１Ｕ相コイル１１１及び第４Ｕ相コイル１１４の一端は、バスバー１０を介してＵ相端子１９に接続される。第１Ｕ相コイル１１１及び第４Ｕ相コイル１１４の他端は、第２Ｕ相コイル１１２及び第３Ｕ相コイル１１３の一端に接続される。第２Ｕ相コイル１１２及び第３Ｕ相コイル１１３の他端は、中性点用バスバー４０を介して中性点に接続される。

第１Ｕ相コイル１１１と第２Ｕ相コイル１１２は、互いに直列に接続される。第３Ｕ相コイル１１３と第４Ｕ相コイル１１４は、互いに直列に接続される。そして、第１Ｕ相コイル１１１及び第２Ｕ相コイル１１２と、第３Ｕ相コイル１１３及び第４Ｕ相コイル１１４は、Ｕ相端子１９と中性点との間で互いに並列に接続される。つまり、Ｕ相のコイル１１１〜１１４は、２直列２並列に接続されている。

同様に、第１Ｖ相コイル１２１及び第４Ｖ相コイル１２４の一端は、バスバー２０を介してＶ相端子２９に接続される。第１Ｖ相コイル１２１及び第４Ｖ相コイル１２４の他端は、第２Ｖ相コイル１２２及び第３Ｖ相コイル１２３の一端に接続される。第２Ｖ相コイル１２２及び第３Ｖ相コイル１２３の他端は、中性点用バスバー４０を介して中性点に接続される。

同様に、第１Ｗ相コイル１３１及び第４Ｗ相コイル１３４の一端は、バスバー３０を介してＷ相端子３９に接続される。第１Ｗ相コイル１３１及び第４Ｗ相コイル１３４の他端は、第２Ｗ相コイル１３２及び第３Ｗ相コイル１３３の一端に接続される。第２Ｗ相コイル１３２及び第３Ｗ相コイル１３３の他端は、中性点用バスバー４０を介して中性点に接続される。

バスバーユニット１のＵ相端子１９、Ｖ相端子２９、Ｗ相端子３９は、図示しない電源に接続される外部配線に接続されており、この外部配線から電力が供給される。一方、中性点に接続される各コイル１１２、１１３、１２２、１２３、１３２、１３３は、中性点用バスバー４０を介して同一電位に集結している。

図２は、バスバーユニット１を示す斜視図である。

軸Ｏは、バスバーユニット１及びステータ１００の中心線である。以下の説明において、「軸方向」は軸Ｏが延在する方向、「径方向」は軸Ｏを中心とする放射方向、「周方向」は軸Ｏ回りの方向を意味する。

バスバーユニット１は、ステータ１００と軸Ｏについて同心状にステータ１００の軸方向端部に設けられる。ステータ１００は図２におけるバスバーユニット１の下側に配置される。バスバーユニット１は、各相に対応するバスバー１０、２０、３０と、中性点を電気的に接続する中性点用のバスバー４０と、これら全てのバスバー１０、２０、３０、４０を収容するとともに各バスバー１０、２０、３０、４０間を電気的に絶縁して所定位置に保持する絶縁性樹脂体５０と、から構成される。

各バスバー１０、２０、３０、４０と絶縁性樹脂体５０とは、例えばインサート成形によって一体成形される。絶縁性樹脂体５０は、その外周から突出する複数のアーム５３がステータ１００の外周にある係合部（図示省略）に係合することにより、ステータ１００に固定される。

図３は、第１〜第４バスバー２０、４０、３０、１０を示す斜視図である。

バスバーユニット１は、Ｕ相コイル１１１、１１４に接続される第４バスバー１０と、Ｖ相コイル１２１、１２４に接続される第１バスバー２０と、Ｗ相コイル１３１、１３４に接続される第３バスバー３０と、Ｕ相コイル１１２、１１３、Ｖ相コイル１２２、１２３、及びＷ相コイル１３２、１３３に接続される中性点用の第２バスバー４０と、を備える。

第１〜第４バスバー２０、４０、３０、１０はそれぞれ、板厚方向が軸方向に一致するように周方向に沿って延設される本体部２１、４１、３１、１１と、この本体部２１、４１、３１、１１の外周から径方向外側に突出する複数の突出部２３、４３、３３、１３と、これらの突出部２３、４３、３３、１３から折り曲げられ軸方向及び径方向に延設される延設部２４、４４、３４、１４と、これらの延設部２４、４４、３４、１４の延設方向先端に設けられ各相コイル１１１〜１１４、１２１〜１２４、１３１〜１３４の巻線端末１１７に接続される接続部２８、４８、３８、１８と、を有する。

第１〜第４バスバー２０、４０、３０、１０は、平板状の導電素材から所定の形状に打ち抜かれた後に、延設部２４、４４、３４、１４が突出部２３、４３、３３、１３から折り曲げられ、接続部２８、４８、３８、１８が延設部２４、４４、３４、１４から折り曲げられて形成される。

延設部２４、４４、３４、１４の打ち抜き幅は突出部２３、４３、３３、１３の打ち抜き幅と同等以上に設定され、導電素材の断面積が十分に確保される。

本体部２１、４１、３１、１１は、板厚方向が軸方向に一致するように周方向に沿って延設される円弧状に形成される。つまり、本体部２１、４１、３１、１１の軸方向の厚みは導電素材の板厚であり、径方向の幅は導電素材の打ち抜き幅となる。

Ｕ相に対応する第４バスバー１０は、本体部１１から絶縁性樹脂体５０の外部まで軸方向に延設され外部配線に接続されるＵ相端子１９を備える。Ｖ相に対応する第１バスバー２０は、同様にＶ相端子２９を備える。W相に対応する第３バスバー３０は、同様にW相端子３９を備える。バスバーユニット１は、図示しない電源から供給される電流を、外部端子としての、Ｕ相端子１９、Ｖ相端子２９、Ｗ相端子３９をそれぞれ介して、各相コイル１１１〜１１４、１２１〜１２４、１３１〜１３４に配分する。

図４は第２バスバー４０の正面図であり、図５は第２バスバー４０の側面図である。

第２バスバー４０の本体部４１は、円環形状の一部が欠けた円弧状であり、第３Ｕ相コイル１１３に近接する位置から第３Ｖ相コイル１２３に近接する位置にわたって延びる。本体部４１の円環形状から欠けた部位には、Ｕ相端子１９、Ｖ相端子２９、Ｗ相端子３９が配置される。なお、これに限らず、本体部４１は完全な円環形状に形成してもよい。

本体部４１の中程には、２つの位置決め部４１Ｃが本体部４１を貫通する孔として形成される。後述するインサート成形時に、各位置決め部４１Ｃに第２金型３００の支持部材（ピン）３１１、３１２を挿入させることによって、第２金型３００に対する第２バスバー４０の位置決めが行われる（図２０Ａ参照）。

本体部４１の中程には、２つの位置決め部４１Ｃのまわりに円弧状に延びる延長部４１Ｊがそれぞれ形成される。これにより、本体部４１において、延長部４１Ｊを含む部位の打ち抜き幅が他の部位の打ち抜き幅と同等以上に設定され、導電素材の断面積が十分に確保される。

第２バスバー４０の延設部４４は、突出部４３からクランク形に延びる帯状に形成され、突出部４３に対してステータ１００に近づく方向に折り曲げられる。延設部４４は、軸方向（ステータ１００に近づく方向）に延びる第１軸方向延設部４５と、この第１軸方向延設部４５から径方向に延びる径方向延設部４６と、第１軸方向延設部４５が延設される反対側の径方向延設部４６の端から第１軸方向延設部４５と平行方向（ステータ１００から離れる方向）に延設される第２軸方向延設部４７と、を有する。

延設部４４の折り曲げ加工時に、治具（図示省略）に挟持された延設部４４が、別の治具（図示省略）に挟持された突出部４３に対して直角に折り曲げられる。

本体部４１では、延設部４４に沿って延びる部位の外周４１Ａがこれに隣接する部位の外周部４１Ｂより小さい外径を有し、延設部４４が本体部４１の外周４１Ａに対して間隙を持っている。これにより、折り曲げ加工時に、延設部４４を挟持する治具が本体部４１に干渉することが回避される。

第２軸方向延設部４７は、第１軸方向延設部４５に対して軸方向に延びる長さが同等に設定される。これにより、接続部４８が本体部４１に対して軸方向について同じ位置に配置される。

６つの接続部４８は、第２バスバー４０の周方向に所定の間隔をもって配置される。接続部４８は、第２軸方向延設部４７の径方向先端から突出した部位であり、この部位がフック状に折り曲げられる。

図６は第１バスバー２０の正面図であり、図７は第１バスバー２０の側面図である。

第１バスバー２０の本体部２１は、半円弧状であり、第１Ｖ相コイル１２１に近接する位置から第４Ｗ相コイル１３４に近接する位置にわたって延びる。

本体部２１の中程には、２つの位置決め部２１Ｃが本体部２１を貫通する孔として形成される。後述するインサート成形時に、各位置決め部２１Ｃに第１金型２００の支持部材（ピン）２１１、２１２を挿入させることによって、第１金型２００に対する第１バスバー２０の位置決めが行われる（図１３Ａ参照）。

本体部２１の中程には、２つの位置決め部２１Ｃのまわりに円弧状に延びる延長部２１Ｊがそれぞれ形成される。これにより、本体部２１において、延長部２１Ｊを含む部位の打ち抜き幅が他の部位の打ち抜き幅と同等以上に設定され、導電素材の断面積が十分に確保される。

第１バスバー２０の延設部２４は、突出部２３からクランク形に延びる帯状に形成され、軸方向（ステータ１００から離れる方向）に延びる第１軸方向延設部２５と、この第１軸方向延設部２５から径方向に延びる径方向延設部２６と、を有する。

第１バスバー２０は、延設部２４に沿って延びる本体部２１の外周２１Ａがこれに隣接する外周部２１Ｂより小さい外径を有し、延設部４４が本体部２１の外周２１Ａに対して間隙を持っている。これにより、折り曲げ加工時に、延設部４４を挟持する治具が本体部２１に干渉することが回避される。

延設部２４は、突出部２３に対してステータ１００から離れる方向に折り曲げられることにより、接続部２８が本体部２１に対して軸方向についてステータ１００から離れる方向にオフセットされる。第１軸方向延設部２５の寸法が適宜設定されることにより、接続部２８は第２バスバー４０の接続部４８に対して軸方向について同じ位置に配置される。径方向延設部２６の寸法が適宜設定されることにより、接続部２８は第２バスバー４０の接続部４８に対して径方向について同じ位置に配置される。

２つの接続部２８は、第１バスバー２０の両端に配置される。接続部２８は、径方向延設部２６の径方向先端から突出した部位であり、この部位がフック状に折り曲げられる。

図８は第４バスバー１０の正面図であり、図９は第４バスバー１０の側面図である。

第４バスバー１０の本体部１１は、半円弧状であり、第４Ｕ相コイル１１４に近接する位置から第１Ｕ相コイル１１１に近接する位置にわたって延びる。

第４バスバー１０の延設部１４は、突出部１３からクランク形に延びる帯状に形成され、軸方向（ステータ１００から離れる方向）に延びる第１軸方向延設部１５と、この第１軸方向延設部１５から径方向に延びる径方向延設部１６と、を有する。

延設部１４は、突出部１３に対してステータ１００から離れる方向に折り曲げられることにより、接続部１８が本体部１１に対して軸方向についてステータ１００から離れる方向にオフセットされる。第１軸方向延設部１５の寸法が適宜設定されることにより、接続部１８は第２バスバー４０の接続部４８に対して軸方向について同じ位置に配置される。径方向延設部１６の寸法が適宜設定されることにより、接続部１８は第２バスバー４０の接続部４８に対して径方向について同じ位置に配置される。

２つの接続部１８は、本体部１１の両端に配置される。接続部１８は、径方向延設部１６の径方向先端から突出した部位であり、この部位がフック状に折り曲げられる。

図１０は第３バスバー３０の正面図であり、図１１は第３バスバー３０の側面図である。

第３バスバー３０の本体部３１は、一部が欠けた円弧状であり、第４Ｕ相コイル１１４に近接する位置から第４Ｗ相コイル１３４に近接する位置にわたって延びる。

本体部３１の中程には屈曲本体部３１Ｄが形成される。この屈曲本体部３１Ｄは、径方向に延びる線に沿って折れ曲がる２つの屈曲部３１Ｅ、３１Ｆを有し、その断面がクランク形に屈曲する。

本体部３１には、屈曲本体部３１Ｄから周方向（図１０にて反時計回り方向）に延びる円弧状の第１本体部３１Ｇと、屈曲本体部３１Ｄから周方向（図１０にて時計回り方向）に延びる円弧状の第２本体部３１Ｈと、が形成される。

第１本体部３１Ｇは、後述する第１積層位置にて第４バスバー１０と周方向に並んで配置される（図１２参照）。第１本体部３１Ｇの先端に１つの接続部３８が配置される。

第２本体部３１Ｈは、後述する第２積層位置にて第１バスバー２０と周方向に並んで配置される（図１２参照）。第２本体部３１Ｈの中程から１つの接続部３８が配置され、第２本体部３１Ｈの先端にＷ相端子３９が配置される。

２つの延設部３４は、突出部３３からクランク形に延びる帯状に形成され、軸方向（ステータ１００から離れる方向）に延びる第１軸方向延設部３５と、この第１軸方向延設部３５から径方向に延びる径方向延設部３６と、を有する。

第２本体部３１Ｈは、延設部３４に沿って延びる部位の外周３１Ａがこれに隣接する部位の外周部３１Ｂより小さい外径を有し、延設部３４が本体部３１の外周３１Ａに対して間隙を持っている。これにより、折り曲げ加工時に、延設部３４を挟持する治具が本体部３１に干渉することが回避される。

延設部３４は、突出部３３に対してステータ１００から離れる方向に折り曲げられることにより、接続部３８が本体部３１に対してステータ１００から離れる方向に軸方向についてオフセットされる。

第１本体部３１Ｇに設けられる第１軸方向延設部３５の軸方向の寸法Ｈ１は、第２本体部３１Ｈに設けられる第１軸方向延設部３５の寸法Ｈ２より小さく設定される。両者の寸法差（Ｈ２−Ｈ１）は、第１積層位置と第２積層位置が軸方向に離間する長さに等しくなるように設定される。これにより、第１本体部３１Ｇに設けられる接続部３８と、第２本体部３１Ｈに設けられる接続部３８とは軸方向について同じ位置に配置される。そして、各接続部３８は、第２バスバー４０の接続部４８に対して軸方向について同じ位置に配置される。

接続部３８は、径方向延設部３６の径方向先端から突出した部位であり、この部位がフック状に折り曲げられる。

径方向延設部３６の寸法が適宜設定されることにより、各接続部３８は第２バスバー４０の接続部４８に対して径方向について同じ位置に配置される。

なお、接続部２８、４８、３８、１８は、上述したようにフック状に折り曲げられる形状に限らず、他の形状としてもよい。

図１２は第１〜第４バスバー２０、４０、３０、１０を各積層位置に組み付けた状態を示し、絶縁性樹脂体５０を省略した斜視図である。

バスバーユニット１には、ステータ１００に対して軸方向に離間した第１積層位置、第２積層位置、第３積層位置が順に設けられる。ステータ１００に対して最も近い第１積層位置には、第４バスバー１０の本体部１１が配置される。ステータ１００に対して次に近い第２積層位置には、第１バスバー２０の本体部２１が配置される。第３バスバー３０の本体部３１は、第１積層位置と第２積層位置にわたって配置される。ステータ１００に対して最も遠い第３積層位置には、第２バスバー４０の本体部４１が配置される。

第３バスバー３０では、クランク状に屈曲する屈曲本体部３１Ｄが第１積層位置と第２積層位置にわたって配置される。

屈曲本体部３１Ｄから円弧状に延びる第１本体部３１Ｇは、第１積層位置にて第４バスバー１０の本体部１１と周方向に並んで配置される。第１本体部３１Ｇは、第４バスバー１０の本体部１１と周方向に離間しているので、両者は絶縁状態に保持される。

第１本体部３１Ｇの一部は、第１バスバー２０の本体部２１と重なり合うように配置される。第１本体部３１Ｇは、第１バスバー２０の本体部２１と軸方向に離間しているので、両者は絶縁状態に保持される。

屈曲本体部３１Ｄから円弧状に延びる第２本体部３１Ｈは、第２積層位置にて第１バスバー２０の本体部２１と周方向に並んで配置される。第２本体部３１Ｈは、第１バスバー２０の本体部２１と周方向に離間しているので、両者は絶縁状態に保持される。

第２本体部３１Ｈの一部は、第４バスバー１０の本体部１１と重なり合うように配置される。第２本体部３１Ｈは、第４バスバー１０の本体部１１と軸方向に離間しているので、両者は絶縁状態に保持される。

こうして第３バスバー３０の本体部３１は、その第１本体部３１Ｇが第４バスバー１０と本体部１１と共に第１積層位置に配置されるとともに、その第２本体部３１Ｈが第１バスバー２０の本体部２１と共に第２積層位置に配置される。これにより、バスバーユニット１は、第３バスバー３０の本体部３１が配置される積層位置を独立して設けられるものに比べて、軸方向寸法を小さくすることができる。

次に、バスバーユニット１をインサート成形する工程について説明する。バスバーユニット１は、以下の各工程を行うことによって製造される。
・第１バスバー２０を第１金型２００内に配設する１次セット工程（図１３Ａ参照）。
・第１金型２００内に絶縁性樹脂材を注入して１次成形部材６０（図１４〜図１６参照）をインサート成形する１次成形工程（図１３Ｂ参照）。
・第４バスバー１０及び第３バスバー３０と第２バスバー４０との間に１次成形部材６０を挟むように積層したものを第２金型３００内に配設する２次セット工程（図２０Ａ参照）。
・第２金型３００内に絶縁性樹脂材を注入してバスバーユニット１（２次成形部材）をインサート成形する２次成形工程（図２０Ｂ参照）。

図１３Ａは、１次セット工程を説明するための模式図である。第１金型２００は、鉛直方向について下方に配置される第１下型２０１と、上方に配置される第１上型２０２と、を備える。第１下型２０１内には、２本の支持部材２１１、２１２が上方に突出するように設けられる。この２本の支持部材２１１、２１２は、円柱状のピンである。なお、支持部材２１１、２１２は、断面が円形のピンに限らず、断面が非円形のピンを用いてもよい。

１次セット工程では、第１下型２０１内に第１バスバー２０がセットされるときに、２本の支持部材２１１、２１２が第１バスバー２０の位置決め部２１Ｃに挿入されることにより、第１金型２００に対する第１バスバー２０の位置決めが行われる。

このように第１下型２０１に第１バスバー２０がセットされた後、第１上型２０２が第１下型２０１に対して閉じられる。

図１３Ｂは、１次成形工程を説明するための模式図である。１次成形工程では、第１上型２０２に設けられた注入孔２１３から加圧された絶縁性樹脂材を注入する。このときに、第１バスバー２０は、位置決め部２１Ｃに挿入された２本の支持部材２１１、２１２によって支持されているので、絶縁性樹脂材の注入圧によって変形したり、位置ズレしたりすることが防止される。

第１金型２００内に注入された絶縁性樹脂材が硬化した１次絶縁樹脂体５１が第１バスバー２０と一体化することによって１次成形部材６０が形成される。その後、１次成形部材６０が第１金型２００から取り外される。１次成形部材６０は、第１バスバー２０と１次絶縁樹脂体５１とからなる。

図１４は、１次成形部材６０を単品の状態で正面方向から見た斜視図である。図１５〜図１６は、１次成形部材６０に第２バスバー４０、第３バスバー３０、第４バスバー１０が組み付けられた状態を示すものである。図１５は１次成形部材６０を正面方向から見た斜視図であり、図１６は正面図である。

図１４に示すように、１次成形部材６０の１次絶縁樹脂体５１は、円盤状をしている。１次成形部材６０の正面側に、第２バスバー４０の本体部４１が当接する環状の第１当接面５１Ａと、この第１当接面５１Ａの外周に沿って突出する外リブ５１Ｄと、第１当接面５１Ａの内周に沿って突出する内リブ５１Ｆと、を有する。

図１５及び図１６に示すように、第１当接面５１Ａは、第２バスバー４０の本体部４１に沿った環状の平面として形成される。

外リブ５１Ｄは、その内周に第１段部５１Ｂを有する。この第１段部５１Ｂが第２バスバー４０の本体部４１の外周に当接する。段部５１Ｂは、第４バスバー４０の延長部４１Ｊが係合する切欠部５１Ｘと、突出部４３が係合する切欠部５１Ｙを有する。これにより、第２バスバー４０は１次成形部材６０に対して周方向の位置決めが行われる。

内リブ５１Ｆは、その外周に第２段部５１Ｃを有する。この第２段部５１Ｃが第２バスバー４０の本体部４１の内周に当接する。

図１７は、１次成形部材６０を単品の状態で背面方向から見た斜視図である。図１８及び図２０は、１次成形部材６０に第２バスバー４０、第３バスバー３０、第４バスバー１０が組み付けられた状態を示すものである。図１８は１次成形部材６０を背面方向から見た斜視図であり、図１９は背面図である。

図１７に示すように、１次成形部材６０の背面側には、第４バスバー１０の本体部１１及び第３バスバー３０の第１本体部３１Ｇが当接する第２当接面５１Ｋと、第３バスバー３０の第２本体部３１Ｈが当接する第３当接面５１Ｌと、を有する。第２当接面５１Ｋと第３当接面５１Ｌは、軸方向に段差をもち、両者の間には、軸方向の段部５１Ｉ、段部５１Ｊが形成される。

図１８及び図１９に示すように、第２当接面５１Ｋは、第４バスバー１０の本体部１１及び第３バスバー３０の第１本体部３１Ｇに沿った円弧状の平面として形成される。

１次成形部材６０は、この第２当接面５１Ｋの外周に沿って突出する外リブ５１Ｓと、第２当接面５１Ｋの内周に沿って突出する内リブ５１Ｔと、を有する。

外リブ５１Ｓは、その内周に第３段部５１Ｍを有する。この第３段部５１Ｍが第４バスバー１０の本体部１１の外周及び第３バスバー３０の第１本体部３１Ｇの外周に当接する。第３段部５１Ｍは、突出部１３、３３及び延設部２４、４４等が係合する部位が切り欠かれている。

内リブ５１Ｔは、その外周に第４段部５１Ｎを有する。この第４段部５１Ｎが第４バスバー１０の本体部１１の内周及び第３バスバー３０の第１本体部３１Ｇの内周に当接する。

第３当接面５１Ｌは、第３バスバー３０の第２本体部３１Ｈに沿った円弧状の平面として形成される。

１次成形部材６０の背面側には、この第３当接面５１Ｌの外周に沿って突出する外リブ５１Wと、第３当接面５１Ｌの内周に沿って突出する内リブ５１Ｚと、を有する。

外リブ５１Wは、その内周に第５段部５１Ｕを有する。この第５段部５１Ｕが第３バスバー３０の第２本体部３１Ｈの外周に当接する。第５段部５１Ｕは、突出部３３及び延設部１４、４４等が係合する部位が切り欠かれている。

内リブ５１Ｚは、その外周に第６段部５１Ｖを有する。この第６段部５１Ｖが第３バスバー３０の第２本体部３１Ｈの内周に当接する。

第３段部５１Ｍと第５段部５１Ｕとは、図１９に示すように同一円周上に延びるが、軸方向の段差をもつ。同様に、第４段部５１Ｎと第６段部５１Ｖとは、同一円周上に延びるが、軸方向の段差をもつ。

図２０Ａは、２次セット工程を説明するための模式図である。第２金型３００は、鉛直方向について下方に配置される第２下型３０１と、上方に配置される第２上型３０２と、を備える。第２下型３０１内には、２本の支持部材３１１、３１２が上方に突出するように設けられる。この支持部材３１１、３１２は、円柱状のピンである。なお、支持部材３１１、３１２は、断面が円形のピンに限らず、断面が非円形のピンを用いてもよい。

第２セット工程では、第２下型３０１内に第２バスバー４０がセットされるときに、２本の支持部材３１１、３１２が第２バスバー４０の位置決め部４１Ｃに挿入されることにより、第２金型３００に対する第２バスバー４０の位置決めが行われる。

第２セット工程では、こうして第２バスバー４０を所定位置にセットした状態で、第２バスバー４０の上に１次成形部材６０を載せ、１次成形部材６０の上に第３バスバー３０及び第４バスバー１０を載せる。第３バスバー３０は、第１本体部３１Ｇが１次成形部材６０の第２当接面５１Ｋに当接して第４バスバー１０と周方向に並ぶととともに、第２本体部３１Ｈが１次成形部材６０の第３当接面５１Ｌに当接して１次成形部材６０内の第１バスバー２０と周方向に並ぶように配置される。第３バスバー３０の第２本体部３１Ｈの先端と第４バスバー１０の本体部１１とは、軸方向について離間した状態で重なるように配置される。

このようにして第２下型３０１に第２バスバー４０、１次成形部材６０、第３バスバー３０、第４バスバー１０を順に積層した後、第２上型３０２が第２下型３０１に対して閉じられる。

図２０Ｂは、２次成形工程を説明するための模式図である。第２成形工程では、第２上型３０２に設けられた注入孔３１３から加圧された絶縁性樹脂材を注入する。

第２成形工程において、第２バスバー４０は、位置決め部４１Ｃに嵌合された２本の支持部材３１１、３１２によって第２金型３００に対して配置されるとともに、本体部４１の外周及び内周が第１段部５１Ｂ及び第２段部５１Ｃに当接して配置され、本体部４１の外周が第１段部５１Ｂに当接して配置されている。これにより、絶縁性樹脂材の注入圧によって第２バスバー４０が変形したり、位置ズレしたりすることが防止される。

なお、絶縁樹脂材の注入圧によって第２バスバー４０が付勢される方向が限定される場合には、第１段部５１Ｂ及び第２段部５１Ｃの一方を廃止してもよい。

第３バスバー３０は、第１本体部３１Ｇの外周及び内周が１次成形部材６０の第３段部５１Ｍ及び第４段部５１Ｎに当接するとともに、第２本体部３１Ｈの外周及び内周が１次成形部材６０の第５段部５１Ｕ及び第６段部５１Ｖに当接する。これにより、第３バスバー３０は、絶縁性樹脂材の注入圧によって変形することが防止される。

第４バスバー１０は、本体部１１の外周及び内周が１次成形部材６０の第３段部５１Ｍ及び第４段部５１Ｎに当接することにより、絶縁性樹脂材の注入圧によって変形することが防止される。

なお、絶縁樹脂材の注入圧によって第３バスバー３０及び第４バスバー１０が付勢される方向が限定される場合には、第３段部５１Ｍ及び第４段部５１Ｎの一方、段部５１Ｕ及び段部５１Ｖの一方を廃止してもよい。

第２金型３００内に注入された絶縁性樹脂材が硬化することによって第２バスバー４０、１次成形部材６０、第３バスバー３０、及び第４バスバー１０と一体化した２次絶縁樹脂体５２（図２参照）が形成される。バスバーユニット１の絶縁性樹脂体５０は、１次成形工程で形成される１次絶縁樹脂体５１と、２次成形工程で１次絶縁樹脂体５１のまわりに形成される２次絶縁樹脂体５２とからなる。その後に、２次絶縁樹脂体５２が第２金型３００から取り外される。こうして図２に示すバスバーユニット１が製造される。

以上の実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。

本実施形態では、複数のバスバー１０、２０、３０、４０を絶縁性樹脂材を用いてインサート成形するバスバーユニット１の製造方法であって、第１バスバー２０を第１金型２００内に配設する１次セット工程と、第１金型２００内に絶縁性樹脂材を注入して第１段部５１Ｂ、第２段部５１Ｃを有する１次成形部材６０をインサート成形する１次成形工程と、１次成形部材６０と残りの、第２バスバー４０、第３バスバー３０、第４バスバー１０を第２金型３００内に積層して配設する２次セット工程と、第２金型３００内に絶縁性樹脂材を注入してインサート成形を実行してバスバーユニット１を形成する２次成形工程と、を行う。２次セット工程では、２次セット工程で配設された第２バスバー４０を第２バスバー４０の位置決め部４１Ｃが第２金型３００の支持部材３１１、３１２に嵌合するように配置するとともに、第２バスバー４０の外周及び内周の少なくとも一方が１次成形部材６０の第１段部５１Ｂ、第２段部５１Ｃに当接するように配置する。

これにより、２次セット工程では、支持部材３１１、３１２と第２バスバー４０の位置決め部４１Ｃとが嵌合することにより、第２金型３００に対する第２バスバー４０及び１次成形部材６０の位置決めが確実に行われるとともに、第２金型３００内に注入される絶縁性樹脂材の圧力によって第２バスバー４０の外周、内周が１次成形部材６０の第１段部５１Ｂ、第２段部５１Ｃに当接することにより第２バスバー４０の位置ズレが防止される。これにより、バスバーユニット１における第２バスバー４０の位置精度が確保される。

１次成形部材６０は、一方の端面に第２バスバー４０の外周及び内周の少なくとも一方が当接する第１段部５１Ｂ、第２段部５１Ｃを有し、他方の端面に第３バスバー３０の外周及び内周の少なくとも一方が当接する第３段部５１Ｍ、第４段部５１Ｎ、第５段部５１Ｕ、第６段部５１Ｖを有する。

２次成形工程では、第２金型３００内に注入される絶縁性樹脂材の圧力によって軸方向にオフセットされる第１本体部３１Ｇ及び第２本体部３１Ｈの外周、内周が１次成形部材６０に形成された第３段部５１Ｍ、第４段部５１Ｎ及び第５段部５１Ｕ、第６段部５１Ｖに当接することにより、第３バスバー３０の位置ズレが防止される。これにより、バスバーユニット１における第３バスバー３０の位置精度が確保される。

２次成型工程では、第２金型３００内に注入される絶縁性樹脂材の注入圧によって軸方向にオフセットされる第１本体部３１Ｇ及び第２本体部３１Ｈの外周が１次成形部材６０に形成された第３段部５１Ｍ、第５段部５１Ｕに当接することにより、第３バスバー３０の位置ズレが防止される。同様に、第２金型３００内に注入される絶縁性樹脂材の注入圧によって軸方向にオフセットされる第１本体部３１Ｇ及び第２本体部３１Ｈの内周が１次成形部材６０に形成された第４段部５１Ｎ、第６段部５１Ｖに当接することにより、第３バスバー３０の位置ズレが防止される。これにより、バスバーユニット１における第３バスバー３０の位置精度が確保される。

外リブ５１Ｄの段部５１Ｂは第２バスバー４０の外周から突出する延長部４１Ｊ、突出部４３に係合する切欠部５１Ｘ、５１Ｙを有することにより、第２バスバー４０は１次成形部材６０に対して周方向の位置決めが行われる。

なお、これに限らず、第２バスバー４０の内周から突出する部位を設け、この部位が内リブ５１Ｔの段部５１Ｎに形成された切欠部に係合する構成としてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、上記実施形態では、位置決め部４１Ｃ、２１Ｃは、本体部４１、２１を貫通する孔として形成されているが、本体部４１、２１の一部を切り欠く部位であったり、あるいは本体部４１、２１の一部を凹状に窪ませる部位であってもよい。

さらに、上記実施形態では、各相に対応する２つのコイル同士を対向配置させ、各相のコイル１１１〜１１４、１２１〜１２４、１３１〜１３４を２直列２並列に接続しているが、３つ以上のコイル同士を対向配置させてもよい。すなわち、３つのコイル同士を対向配置させると３直列２並列となり、４つのコイル同士を対向配置させると４直列２並列となる。

さらに、上記実施形態では、１２個のコイル１１１〜１１４、１２１〜１２４、１３１〜１３４を有する３相交流モータを例示したが、コイルの個数はこれに限定されない。ステータに設けられるコイルの数が増えることに対応して、第１〜第３バスバーがそれぞれ複数設けられる構成としてもよい。

さらに、上記実施形態では、バスバーユニット１において第１〜第４バスバー２０、４０、３０、１０を第４バスバー１０、第１バスバー２０、第３バスバー３０、第２バスバー４０の順に配設したが、その他の並び順であってもよい。

さらに、上記実施形態では、４種類のバスバー１０、２０、３０、４０を備える場合について例示したが、モータの種類に応じて３種以下又は５種以上のバスバーを備える構成としてもよい。

さらに、上記実施形態では、各相コイルの一端が中性点を介して接続されるスター結線のステータに対応するバスバーユニットについて例示したが、デルタ結線のステータに対応するバスバーユニットであってもよい。その場合には、バスバーユニットが中性点用バスバーを備えないものとなる。

さらに、バスバーユニット１の製造方法は、電力によって動力を発生するモータに限らず、動力によって電力を発生するジェネレータにも利用できる。

１ バスバーユニット
１０ 第４バスバー (バスバー)
２０ 第１バスバー (バスバー)
２１Ｃ 位置決め部
３０ 第３バスバー (バスバー)
４０ 第２バスバー(バスバー)
５１Ｂ 第１段部（段部）
５１Ｃ 第２段部（段部）
５１Ｍ 第３段部（段部）
５１Ｎ 第４段部（段部）
５１Ｕ 第５段部（段部）
５１Ｖ 第６段部（段部
５１Ｘ、５１Ｙ 切欠部
６０ １次成形部材
１００ ステータ
２００ 第１金型
３００ 第２金型
３１１、３１２ 支持部材

Claims (4)

1. 複数のバスバーを絶縁性樹脂材を用いてインサート成形するバスバーユニットの製造方法であって、
   前記複数のバスバーのうち一部のバスバーを第１金型内に配設する１次セット工程と、
   前記第１金型内に絶縁性樹脂材を注入してインサート成形を実行して段部を有する１次成形部材を形成する１次成形工程と、
   前記１次成形部材と前記複数のバスバーのうち残りのバスバーを第２金型内に積層して配設する２次セット工程と、
   前記第２金型内に絶縁性樹脂材を注入してインサート成形を実行して前記バスバーユニットを形成する２次成形工程と、を含み、
   前記２次セット工程では、当該２次セット工程で配設されたバスバーを前記第２金型内に配置するとともに、当該バスバーの外周及び内周の少なくとも一方が前記１次成形部材の前記段部に当接するように配置する、
   ことを特徴とするバスバーユニットの製造方法。
2. 前記バスバーユニットは、ステータの各相に対応するコイルを電気的に接続する第１バスバー、第２バスバー、及び第３バスバーを備え、
   前記１次セット工程において前記第１金型内に前記第１バスバーを配設し、
   前記１次成形工程において前記第１バスバーをインサート成形して前記１次成形部材を形成し、
   前記２次セット工程において前記第２バスバー、前記１次成形部材及び前記第３バスバーを順に積層するとともに前記第２バスバーを当該第２バスバーの位置決め部が前記第２金型の支持部材に嵌合するように配置するとともに、当該第２バスバーの外周及び内周の少なくとも一方が前記１次成形部材に形成された前記段部に当接するように配置する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のバスバーユニットの製造方法。
3. 前記１次成形部材は、一方の端面に前記第２バスバーの外周及び内周の少なくとも一方が当接する前記段部を有し、他方の端面に前記第３バスバーの外周及び内周の少なくとも一方が当接する前記段部を有する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のバスバーユニットの製造方法。
4. 前記段部は、前記バスバーの外周または内周から突出する部位に係合する切欠部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のバスバーユニットの製造方法。