JP6524855B2

JP6524855B2 - モータ用巻線の接続方法

Info

Publication number: JP6524855B2
Application number: JP2015163164A
Authority: JP
Inventors: 枢覚白井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-08-20
Filing date: 2015-08-20
Publication date: 2019-06-05
Anticipated expiration: 2035-08-20
Also published as: JP2017041993A

Description

本発明は、導線に絶縁皮膜が被覆されたモータ用巻線同士を好適に接続するモータ用巻線の接続方法に関する。

モータ用巻線は、コイル状に巻かれており、インバータ電源から供給された電流が通電される。これにより、コイル状のモータ用巻線に磁界が発生し、モータが駆動する。ここで、モータ用巻線同士を電気的に接続する際には、例えば、以下に示すように、モータ用巻線の端部の導線同士を溶接する（例えば、特許文献１参照）。

図５（ａ）〜（ｄ）は、従来におけるモータ用巻線の接続方法を説明するための図である。図５（ａ）（斜視図）および図５（ｂ）（側面図）に示すように、接続するモータ用巻線９０は、金属製の導線９２に高分子樹脂製の絶縁皮膜９３が被覆されている。まず、従来では、図５（ｃ）に示すように、モータ用巻線９０の端部９０ａに被覆された絶縁皮膜９３を剥ぎ取り、導線９２の先端部９２ａを露出させる。

次に、露出した導線９２の先端部９２ａが隣り合うように、モータ用巻線同士９０，９０を端部９０ａで曲げて並べ（たとえば図３（ｂ）参照）、図５（ｄ）に示すように、導線の先端部同士９２ａ，９２ａをＴＩＧ溶接（アーク溶接）で溶接する。これにより、導線９２の先端部９２ａに形成された溶接部９２ｂを介して、導線同士９２，９２が接合され、モータ用巻線同士９０，９０を電気的に接続することができる。

特開２０１３−０９３９６８号公報

ところで、ＴＩＧ溶接で導線９２の先端部同士９２ａ，９２ａを溶接する際には、導線９２が溶融する。ここで、導線９２は金属製であり、絶縁皮膜９３は高分子樹脂製であるため、溶接時の導線９２の昇温により、その近傍の絶縁皮膜９３にも熱が伝わり、絶縁皮膜９３が劣化または炭化することが想定される。

この点を考慮すると、溶接時に絶縁皮膜９３への熱影響が少ない長さまで、絶縁皮膜９３を剥ぎ取り、導線９２の露出する部分を長くすることが望ましい。しかしながら、導線９２の露出する部分が長くなると、モータ用巻線同士９０，９０同士を接続するために要するモータ用巻線９０の長さが長くなり、これに応じてモータの体格も大きくなってしまう。

さらに、導線同士９２，９２は、溶接部９２ｂを介して接合されているため、溶接部９２ｂと導線９２との境界部は、他の部分に比べて脆い傾向にある。これにより、モータが振動した際には、溶接部９２ｂと導線９２との境界部にも振動が伝わるため、この境界部にクラックが発生することも想定される。

本発明は、前記課題を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、モータの体格が大きくなることを抑えつつ、絶縁皮膜の劣化または炭化を回避し、モータ用巻線の導線同士の接合の信頼性を高めることができるモータ用巻線の接続方法を提供することにある。

前記課題を鑑みて、本発明に係るモータ用巻線の接続方法は、金属製の導線に絶縁皮膜が被覆されたモータ用巻線同士を接続するモータ用巻線の接続方法であって、前記各モータ用巻線の前記絶縁皮膜が被覆された部分に、前記絶縁皮膜から前記導線が部分的に露出するように、前記モータ用巻線に貫通孔または溝部を加工する工程と、前記モータ用巻線同士の前記貫通孔または前記溝部に導電性を有した接合部材を挿入し、挿入した接合部材をかしめることにより、前記接合部材を介してモータ用巻線の前記導線同士を接合する工程と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、各モータ用巻線の加工された貫通孔または溝部に挿入した接合部材をかしめることにより、接合部材を介してモータ用巻線の導線同士を強固に接合することができ、これまでの如く導線を溶接により接合する必要がない。これにより、溶接時の熱影響による絶縁皮膜の劣化または炭化は無く、溶接部も存在しないので、モータ用巻線の導線同士の接合の信頼性を高めることができる。

さらに、従来の溶接による接合の如く、導線の先端部を露出する必要がないので、溶接時の絶縁皮膜への熱影響を回避すべく、露出すべき導線の長さをより長く確保する必要がない。この結果、モータの体格を小さくすることができる。

（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１実施形態に係るモータ用巻線の接続方法を説明するための図であり、（ａ）は、貫通孔を加工した後のモータ用巻線を示した模式的斜視図であり、（ｂ）は、モータ用巻線同士の貫通孔にリベットを挿入する前の模式的側面図であり、（ｃ）は、モータ用巻線同士の貫通孔にリベットを挿入した状態で、リベットをかしめる前の状態を示した模式的側面図であり、（ｄ）は、リベットを成形冶具でかしめた状態を示した模式的側面図である。図１（ｂ）に示す状態を示した模式的斜視図である。（ａ）は、図１（ｄ）に示すモータ用巻線同士の接続状態を示した模式的斜視図であり、（ｂ）は、図５（ｄ）に示すモータ用巻線同士の接続状態を示した模式的斜視図である。（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第２実施形態に係るモータ用巻線の接続方法を説明するための図であり、（ａ）は、溝部を加工した後のモータ用巻線を示した模式的斜視図であり、（ｂ）は、モータ用巻線同士の溝部にリベットを挿入することを説明する模式的側面図であり、（ｃ）は、モータ用巻線同士の溝部にリベットを挿入した状態で、リベットをかしめる前の状態を示した模式的側面図であり、（ｄ）は、リベットを成形冶具でかしめた状態を示した模式的側面図である。（ａ）〜（ｄ）は、従来におけるモータ用巻線の接続方法を説明するための図であり、（ａ）は、モータ用巻線の模式的斜視図であり、（ｂ）は、その模式的側面図であり、（ｃ）は、モータ用巻線の先端部に被覆された絶縁皮膜を剥ぎ取った状態を示した模式的側面図であり、（ｄ）は、モータ用巻線の導線同士を溶接により接合する状態を説明した模式的側面図である。

以下に、本発明の２つの実施形態に係るモータ用巻線の接続方法を説明する。

〔第１実施形態〕
以下に、図１〜図３を参照して、本発明に係るモータ用巻線の接続方法を説明する。
本実施形態では、銅またはアルミニウムなどの金属製の導線１２に、高分子樹脂製の絶縁皮膜１３が形成されたモータ用巻線同士１０，１０を接続する。まず、本実施形態では、図１（ａ）に示すように、各モータ用巻線１０の絶縁皮膜１３が被覆された部分である端部１０ａに、絶縁皮膜１３から導線１２が部分的に露出するように、モータ用巻線１０に貫通孔１４を機械加工（孔加工）する。具体的には、モータ用巻線１０の長手方向と直交する方向に沿って、貫通孔１４を形成する。

次に、図１（ｂ）及び図２に示すように、各モータ用巻線１０に形成された貫通孔１４が一致し、かつ、モータ用配線１０の先端が同じ方向に向くように、２つのモータ用巻線１０を曲げて、その端部１０ａを突合わせる。この状態で、貫通孔１４，１４に、銅またはアルミニウムなどからなる導電性を有したリベット（接合部材）２０を挿通（挿入）する。

具体的には、図１（ｃ）に示すように、連続した２つの貫通孔１４，１４の一方側でリベット２０の頭部２１がモータ用巻線１０に係合し、他方側でリベット２０の軸部２２の先端部２２ａが突出するように、リベット２０を貫通孔１４，１４に挿通する。

次に、図１（ｄ）に示すように、成形冶具５０で、リベット２０の頭部２１と、リベット２０の先端部２２ａとを挟み込むようにして、リベット２０を塑性変形させ、リベット２０をかしめる。これにより、リベット２０の先端部２２ａが変形した変形部２２ｂと、リベット２０の頭部２１とで、一対のモータ用巻線１０，１０が挟み込まれる。

さらに、塑性変形した軸部２２が貫通孔１４，１４内で露出した導線１２，１２に接触し、リベット２０を介してモータ用巻線同士１０，１０の導線同士１２，１２が接合される。このようにして、モータ用巻線同士１０，１０が電気的に接続される。

第１実施形態に係るモータ用巻線１０の接続方法によれば、各モータ用巻線１０の加工された貫通孔１４に挿入したリベット２０をかしめた。これにより、図１（ｄ）および図３（ａ）に示すようにリベット２０を介してモータ用巻線１０の導線同士１２，１２を強固に接合することができる。本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、導線同士９２，９２を溶接により接合する必要がない。

このような結果、これまでの如く、溶接時に導線（例えば銅の融点１０８３℃、アルミニウムの融点６６０℃）を溶融させることがないので、導線からから伝達される熱により絶縁皮膜の劣化または炭化は無い。さらに、図３（ｂ）に示す如き溶接部９２ｂも存在しないので、モータ用巻線１０，１０の導線同士１２，１２の接合の信頼性を高めることができる。

これまでは、モータ用巻線同士９０，９０を接続すべく、モータ用巻線９０を曲げることにより得られる端部９０ａの長さＬ２は、絶縁皮膜９３の端部から溶接部９２ｂの先端までの長さＬ３も含まれていた。そして、導線９２の溶接時の熱により、絶縁皮膜９３の劣化または炭化を防ぐため、溶接部９２ｂを絶縁皮膜９３の端部から遠ざける必要があった。したがって、長さＬ３（具体的には露出する導線９２の長さ）を本来溶接に要する長さよりも長くする必要があり、その結果、モータ用巻線９０の端部９０ａの長さＬ２が長くなり、モータの体格が大きくなる傾向にあった。

しかしながら、本実施形態では、導線の先端部を露出させて導線同士を溶接しないので、モータ用巻線同士１０，１０を接続すべく、モータ用巻線１０を曲げることにより得られる端部１０ａの長さＬ１は、従来のモータ用巻線９０の先端部９２ａの長さＬ２よりも短い。この結果、本実施形態に係るモータ用巻線の接続方法を行うことにより、モータの体格を小さくすることができる。

〔第２実施形態〕
以下に、図４（ａ）〜（ｄ）を参照して、本発明の第２実施形態に係るモータ用巻線の接続方法を説明する。第２実施形態に係るモータ用巻線の接続方法が、第１実施形態のものと相違する点は、モータ用巻線に貫通孔を加工する代わりに溝部を形成した点と、ブロック状のリベットにより導線同士を接合した点である。したがって、第１実施形態と同じ部材は、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。

図４（ａ）に示すように、本実施形態では、各モータ用巻線１０の端部１０ａの絶縁皮膜１３が被覆された部分に、絶縁皮膜１３から導線１２が部分的に露出するように、モータ用巻線１０に溝部１６を機械加工（溝加工）する。具体的には、モータ用巻線１０の長手方向と直交する方向に沿って、溝部１６を加工する。また、溝部１６の深さ方向に沿って、溝幅が広くなるように、溝部１６を加工する。

次に、図４（ｂ）に示すように、モータ用巻線１０に形成された溝部１６の開口同士が対向するように、２つのモータ用巻線１０の端部１０ａを曲げて突合せ、溝部１６に、銅またはアルミニウム製のブロック状のリベット（接合部材）３０を挿入する。

次に、成形冶具５０で、リベット３０をモータ用巻線同士１０，１０で挟み込むようにして、ブロック状のリベット３０を塑性変形させ、リベット３０をかしめる。これにより、変形したリベット３０が、各溝部１６の壁面と嵌合する（図４（ｃ），（ｄ）参照）。

このようにして、変形したリベット３０を介してモータ用巻線同士１０，１０の導線同士１２，１２が接合され、モータ用巻線同士１０，１０が電気的に接続される。本実施形態も第１実施形態と同様に、溶接により導線同士を接合しなかったので、モータの体格が大きくなることを抑えつつ、溶接時の熱を起因とした絶縁皮膜１３の劣化または炭化を回避し、モータ用巻線の導線１２，１２同士の接合の信頼性を高めることができる。

以上、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更があっても、それらは本発明に含まれるものである。

１０：モータ用巻線、１０ａ：端部、１２：導線、１３：絶縁皮膜、１４：貫通孔、１６：溝部、２０，３０：リベット（接合部材）、５０：成形冶具

Claims

金属製の導線に絶縁皮膜が被覆されたモータ用巻線同士を接続するモータ用巻線の接続方法であって、
前記各モータ用巻線は先端を有しており、前記各モータ用巻線の前記絶縁皮膜が被覆された部分であって、かつ前記各モータ用巻線の先端側の側面に、前記絶縁皮膜から前記導線が部分的に露出するように、前記モータ用巻線に貫通孔を加工する工程と、
前記各モータ用巻線の先端が同じ方向を向くように、前記モータ用巻線を曲げて、前記各貫通孔同士が一致するように、前記モータ用巻線同士を重ね合わせた状態で、前記モータ用巻線同士の前記貫通孔に導電性を有した接合部材を挿入し、前記モータ用巻線同士を重ね合わせた方向から前記接合部材を加圧して、挿入した前記接合部材をかしめることにより、前記接合部材を介して前記モータ用巻線の前記導線同士を接合する工程と、を含むことを特徴とするモータ用巻線の接続方法。
前記各モータ用巻線の長手方向に沿った断面は、長辺と短辺を有した長方形状であり、
前記貫通孔を加工する工程において、前記モータ用巻線の長辺が形成された側面を貫通するように前記貫通孔を加工し、
前記導線同士を接合する工程において、前記モータ用巻線同士の重ね合わせを、前記長辺が形成された側面同士を重ね合わせることにより行うことを特徴とする請求項１に記載のモータ用巻線の接続方法。
金属製の導線に絶縁皮膜が被覆されたモータ用巻線同士を接続するモータ用巻線の接続方法であって、
前記各モータ用巻線は、先端を有しており、前記各モータ用巻線の前記絶縁皮膜が被覆された部分であって、かつ前記各モータ用巻線の先端側の側面に、前記絶縁皮膜から前記導線が部分的に露出するように、前記モータ用巻線の長手方向と直交する方向に沿って、前記モータ用巻線に溝部を加工する工程と、
前記各モータ用巻線の先端が同じ方向を向くように、前記モータ用巻線を曲げて、前記溝部同士を対向させた状態で、前記モータ用巻線同士の前記各溝部に導電性を有した接合部材を挿入し、前記モータ用巻線同士を重ね合わせた方向から前記接合部材を加圧して、挿入した前記接合部材をかしめることにより、前記接合部材を介して前記モータ用巻線の前記導線同士を接合する工程と、を含むことを特徴とするモータ用巻線の接続方法。
前記各モータ用巻線の長手方向に沿った断面は、長辺と短辺を有した長方形状であり、
前記溝部を加工する工程において、前記モータ用巻線の長辺が形成された側面に前記溝部を加工し、
前記導線同士を接合する工程において、前記モータ用巻線同士の重ね合わせを、前記長辺が形成された側面同士を重ね合わせることにより行うことを特徴とする請求項３に記載のモータ用巻線の接続方法。
前記溝部を加工する工程において、前記溝部の深さ方向に沿って、前記溝部の溝幅が広くなるように、溝部を加工することを特徴とする請求項３または４に記載のモータ用巻線の接続方法。