JP6598606B2

JP6598606B2 - 電動流体ポンプ

Info

Publication number: JP6598606B2
Application number: JP2015178210A
Authority: JP
Inventors: 邦人野口
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2015-09-10
Filing date: 2015-09-10
Publication date: 2019-10-30
Anticipated expiration: 2035-09-10
Also published as: JP2017055572A

Description

本発明は電動流体ポンプに係り、特に電動機部に制御基板を内蔵した電動流体ポンプに関するものである。

近年、自動車の低燃費化への要求が高まるにつれ、アイドルストップ機能付きの自動車やハイブリッド車の実用化が進んでいる。これらの車両は、内燃機関の停止時に内燃機関によって駆動される流体ポンプも停止するため、内燃機関以外の流体ポンプ駆動源が必要となる。また、ハイブリッド車や電気自動車においては、走行用モータやその制御装置、またはバッテリを冷却するための冷却水ポンプが必要とされる。これらの背景から、電動機を使用してインペラが固定されたロータに回転力を付与してポンプ作用を行う電動流体ポンプの使用が増加する傾向にある。

このような電動流体ポンプに使用される電動機は、３相の巻線が巻回されたステータ部の内部に、永久磁石を備えたロータ部を内装したインナーロータ型の直流電動機が使用されている。そして、このインナーロータ型の直流電動機では、複数の突極部に各相の巻線を分割して巻回することで複数の巻線部を形成し、この巻線部に駆動電流を流して界磁を作る構成となっているため、各相の同相の巻線部を渡り線で繋ぐようにしている。また、この電動ポンプは制御基板を内蔵した機電一体型の電動流体ポンプである。

インナーロータ型の直流電動機は、ステータ内側の複数の突極部のそれぞれに巻線が巻回されて複数の巻線部が形成され、これら複数の巻線部から引き出された巻線を引き回し、所定の接続端子と結線が行われる構造を有している。そして、接続端子に巻線を接続する方法として、ヒュージング加工が知られている。

ヒュージング加工は、被覆線を挟み込む形状のヒュージング用接続部に被覆線を挟み、その状態で圧力を加えながら接続端子に電流を流して発熱させ、この発熱により被覆線の被覆を溶かして被覆を剥離し、圧力と熱により被覆線の芯線と接続端子とを固相接合させ、これにより接続端子と巻線とを電気的に接続する技術である。このようなヒュージング加工によって巻線と接続端子を電気的に接続した電動機としては、特開２０１５−７０６５２号公報(特許文献１)等でよく知られているものである。

特開２０１５−７０６５２号公報

上述したヒュージング加工は、生産性が高く、また高い信頼性を有した電気的な接続を行うことができる。しかしながらヒュージング加工は、接続端子に外部から専用の加圧電極を接触させる必要があるので、ステータ内側での作業は困難である。特に、直流電動機の体格を小型化した場合にその傾向が顕著になる。また、この他に巻線を挟み込むヒュージング用接続部を接続端子のステータ内側向きに設けると、巻線の巻線機ノズルと干渉する恐れがあり好ましくない。このため、接続端子のステータ外面側に巻線のヒュージング用接続部を形成し、このヒュージング用接続部に巻線を配置してヒュージング加工を行うことが提案されている。

ところで、接続端子はステータの軸方向端面から軸方向に沿って延びている場合がある。特に、接続端子と接続される制御基板がステータの軸方向と直交するように配置されている場合、接続端子の長さが長くなる傾向にある。そして、ヒュージング加工を行う場合、巻線を挟み込むヒュージング用接続部を加圧電極で加圧する作業の過程で、加圧電極の位置や動きによって接続端子に曲げの力が作用する。しかも、接続端子の長さが長いと特にこの曲げの影響を受けて接続端子が変形するようになる。

このため、接続端子の位置精度が悪化して、接続端子と制御基板の接続部との間の組立性が悪くなる課題がある。また、同じ理由で接続端子に形成されたヒュージング用接続部の位置も変わるので、これに収納される巻線に撓みを生じ、ヒュージング用接続部と巻線の接合状態が悪くなるという課題がある。

本発明の目的は、ヒュージング加工時の加圧電極によって接続端子に大きな力が作用しても接続端子が変形するのを抑制することができる新規な電動流体ポンプを提供することにある。

本発明の特徴は、ヒュージング用接続部を備えた接続端子のステータ側の面と、これとは反対側の面に、接続端子の変形を抑制する変形抑制壁を形成した、ところにある。

本発明によれば、ヒュージング加工時の加圧電極によって接続端子に大きな力が作用しても、変形抑制壁によって接続端子の変形を抑制することができるようになる。これによって、接続端子の位置精度が確保でき、後工程で行われる制御基板の接続部との組立性を向上することができる。またヒュージング用接続部に収納される巻線の直線性を維持できてヒュージング用接続部と巻線の接合状態を良くすることができる。

本発明が適用される電動流体ポンプの全体斜視図である。図１に示す電動流体ポンプからカバーを取り去った後の電動流体ポンプの斜視図である。図２に示す電動流体ポンプから電動機部を取りだした後の電動機部の斜視図である。図３に示す電動機部から制御基板を取り去った後の電動機部の斜視図である。図１に示す電動流体ポンプの縦断面を示す断面図である図４に示す電動機部からホルダーを取り去った後の渡り線を省略したステータの斜視図である。接続端子と渡り線ガイド部を外周側から見た部分正面図である。図７に示す部分を上面から見た部分上面図である。図７に示す部分を斜め上方から見た部分斜視図である。本実施形態になる接続端子付近の断面を示す縦断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。

以下、本発明になる電動流体ポンプの実施形態を図面に基づいて説明する。図１は電動流体ポンプの全体構成を示す斜視図である。電動流体ポンプ１０はアルミ合金等で作られた本体１０Ａと、この本体１０Ａに隣接して固定された駆動制御部を覆うアルミ合金等の金属製のカバー１０Ｂとより構成されている。

この電動流体ポンプ１０は図示しないポンプハウジングに固定され、回転軸の先端に取り付けたインペラを回転させてポンプ作用を行うものである。本体１０Ａからは外部コネクタ１２が取り出され、図示しないバッテリから電力が供給されるようになっている。カバー１０Ｂは金属製であるため、駆動制御部で発生した熱を外部に放散するヒートシンク機能を備えている。

図２はカバー１０Ｂを取り去った後の電動流体ポンプ１０の斜視図を示している。本体１０Ａの内部には電動機部（図示せず）が収納されており、この電動機部は全体を覆うように合成樹脂で取り囲まれている。電動機部の外周の一部に繋がる箱状の収納部１６が本体１０Ａに設けられており、この収納部１６に後述する電気部品や上述した外部コネクタ１２が配置されている。

電動機部の上側には制御基板１８が配置、固定されており、電動機部と制御基板１８の間に駆動制御回路が取り付けられている。この駆動制御回路は電動機部をインバータ制御するために必要な回路を備えている。

図３は本体１０Ａから電動機部１０Ｃを取り出した後の、電動機部１０Ｃの斜視図を示している。電動機部１０Ｃにはステータ部２０と内部に収納されたロータ部（図示せず）、及びこのロータ部に固定された回転軸とより構成されている。

図４は電動機部１０Ｃから制御基板１８を取り去った後の電動機部１０Ｃの斜視図を示している。電動機部には制御基板１８及びステータ部２０の巻線と電気的な接続を行うための接続端子２６が設けられており、各接続端子であるＵ相接続端子２６Ｕ、Ｖ相接続端子２６Ｖ、及びＷ相接続端子２６Ｗ１、２６Ｗ２は制御基板１８及びステータ部２０の巻線と電気的な接続を行うための機能を有している。Ｕ相接続端子２６Ｕ、Ｖ相接続端子２６Ｖ、及びＷ相接続端子２６Ｗ１、２６Ｗ２は各相の入力部に接続されている。

尚、Ｕ相接続端子２６Ｕ、Ｖ相接続端子２６Ｖ、及びＷ相接続端子２６Ｗ１、２６Ｗ２はステータ部２０の軸方向に沿って延びており、ステータ部２０の軸方向と直交するように配置された制御基板１８に接続されている。

以上のような電動流体ポンプの更に詳細な内部構造を図５に基づいて説明する。図５にあるように、電動機部１０Ｃは少なくともロータ部３２とステータ部２０とより構成されている。この電動機部１０Ｃは例えば、アルミ合金等で作られた金属製の本体１０Ａの一方に設けた電動機部収納部３４に収納されている。ロータ部３２はステータ部２０の内周側に配置されており、永久磁石を備えていることから、ステータ部２０の巻線部４０によって作られる界磁によって回転力が与えられる。

また、この本体１０Ａの電動機部収納部３４とは反対側はポンプハウジング（図示せず）に固定される構成となっている。この部分にはポンプ作用を行うインペラ３６が配置され、回転軸２２によって回転されるようになっている。そして、回転軸２２は電動機部１０Ｃを構成するロータ部３２と固定され、ロータ部３２の回転によって回転軸３２は回転されるものである。

電動機部収納部３４とインペラ３６の間は液密的に封止されており、この部分に液体が侵入してくることはない。電動機部収納部３４内には上述したようにステータ部２０を構成する鉄心３８と、これの突極部（図示せず）に巻回された巻線部４０と、同相の巻線部４０を接続する渡り線の案内、保持を行う渡り線保持溝を備えた渡り線ガイド４２が収納されている。これの具体的な構成は後述する。

渡り線ガイド４２は各突極部の間に植立するように形成されている。また、同様に各突極部の背面にも渡り線を案内する渡り線ガイド４２が形成されている。

ステータ部２０は合成樹脂によって固定的に覆われており、両者が固定された状態で制御基板１８が固定されるものである。制御基板１８には上述したようにインバータ制御に必要な回路が搭載されており、Ｕ相接続端子２６Ｕ、Ｖ相接続端子２６Ｖ、及びＷ相接続端子２６Ｗ１、２６Ｗ２を介して巻線部４０と接続されている。制御基板１８の端側にはインダクタ、コンデンサ等の電気部品が搭載されており、これらの形状的に大きい電気部品の一部は収納部１６に収納されるようになっている。以上のような構成の電動流体ポンプは既に良く知られているので、これ以上の説明は省略する。

ところで、上述した通り、Ｕ相接続端子２６Ｕ、Ｖ相接続端子２６Ｖ、及びＷ相接続端子２６Ｗ１、２６Ｗ２と巻線をヒュージング加工して接続を行う場合、巻線を挟み込むヒュージング用接続部を加圧電極で加圧する作業過程で、加圧電極の位置や動きによって接続端子２６に曲げの力が作用することがある。しかも、接続端子２６の長さが長いと特にこの曲げの影響を受けて接続端子が変形するようになる。

このため、接続端子２６の位置精度が悪化して、接続端子２６と制御基板１８の接続部との間の組立性が悪くなる課題がある。また、同じ理由で接続端子２６に形成されたヒュージング用接続部の位置が変わるので、これに収納される巻線に撓みを生じ、ヒュージング用接続部と巻線の接合状態が悪くなるという課題がある。

そこで、本実施形態では、ヒュージング用接続部を備えた接続端子のステータ側の面と、これとは反対側の面に、接続端子の変形を抑制する変形抑制壁を形成する構成を提案するものである。これによれば、ヒュージング加工時の加圧電極によって接続端子に大きな力が作用しても、変形抑制壁によって接続端子の変形を抑制することができるようになる。

以下、本実施形態になる電動機部１０Ｃを構成するステータ部２０の詳細構造を図５、図６に基づいて説明する。

図５、図６において、ステータ部２０を構成する鉄心３８は、積層されたケイ素鋼板等から構成されたもので、内周側に向けて放射状に延びた９個の突極部を有している。鉄心３８は一体型のコアであり、突極部も同時に形成されている。突極部の周囲には絶縁性の合成樹脂からなるボビン部２０Ａが設けられている。このボビン部２０Ａは自身の周囲に巻回される巻線と突極部との絶縁を確保するための機能を有している。このボビン部２０Ａに各相の巻線が巻かれて巻線部４０となるものである。

９個の突極部は互いに隣り合うように配置されており、巻線が巻かれたボビン部２０Ａと鉄心３８の内周部には電気絶縁性機能を備える合成樹脂からなる絶縁基部２０Ｂが設けられている。ボビン部２０Ａと絶縁基部２０Ｂとは絶縁性の合成樹脂を射出して一体的に成形されたものである。絶縁基部２０Ｂは鉄心３８の軸方向に所定の長さだけ突出して形成されており、その径方向の絶縁部表面２０Ｃは略平坦な形状に形成されている。

この絶縁部表面２０Ｃには、各相の同相の巻線部４０を繋ぐ渡り線を案内する渡り線ガイド４２が各ボビン部２０Ａの間に植立するように一体的に形成されている。この渡り線ガイド４２は絶縁部表面２０Ｃの円周上で、各巻線部４０の間に点在するように植立している。また、絶縁部表面２０Ｃから軸方向に突出した巻線部４０の背面円周側にも渡り線を案内する渡り線ガイド４２が形成されている。これらの渡り線ガイド４２の外周壁に渡り線（図示せず）を案内、保持する渡り線保持溝４８が形成されている。この渡り線は各相の同相の巻線部４０から延びているものであるが、図６では渡り線を省略している。

突極部を覆うボビン部２０Ａは各相の巻線が巻回されて巻線部４０となるもので、通常はＵ相、Ｖ相、Ｗ相の順番で配置されている。本実施形態では各相の巻線を３個に分けて巻き込むため、９個のボビン部２０Ａが鉄心３８に形成されている。

すなわちＵ相の第１ボビン部、Ｖ相の第１ボビン部、Ｗ相の第１ボビン部が第１の組とされ、Ｕ相の第２ボビン部、Ｖ相の第２ボビン部、Ｗ相の第２ボビン部が第２の組とされ、Ｕ相の第３ボビン部、Ｖ相の第３ボビン部、Ｗ相の第３ボビン部が第３の組とされ、これらは組順に順番に配置されている。

Ｕ相巻線の巻始め端部、Ｖ相巻線の巻始め端部、及びＷ相巻線の巻始め端部から延びる各巻線は、Ｕ相の第１ボビン部〜第３ボビン部、Ｖ相の第１ボビン部〜第３ボビン部、Ｗ相の第１ボビン部〜第３ボビン部に渡り線を介して夫々巻かれている。そして、各相の第３ボビン部から引き出された各相の巻線引出部は各相の接続端子に接続されている。

本実施形態では巻線の結線方式がデルタ結線方式であるため、Ｗ相接続端子２６Ｗ１、２６Ｗ２が設けられている。したがって、Ｗ相接続端子２６Ｗ１、２６Ｗ２は巻線の始点と終点に対応するが、ここでは、Ｗ相接続端子２６Ｗ１が始点に対応し、Ｗ相接続端子２６Ｗ２が終点に対応する。

例えば、Ｗ相接続端子２６Ｗ１が巻線の始点とすると、巻線はＷ相の第１ボビン部〜第３ボビン部に巻回され、次にＶ相の第１ボビン部〜第３ボビン部に巻回され、最後にＵ相の第１ボビン部〜第３ボビン部に巻回され、Ｕ相の第３ボビン部の最終端末がＷ相接続端子２６Ｗ２に接続されて終点となるものである。そして、Ｗ相の第３ボビン部とＶ相の第１ボビン部の間の巻線引出部でＶ相接続端子２６Ｖが接続され、Ｖ相の第３ボビン部とＵ相の第１ボビン部の間の巻線引出部でＵ相接続端子２６Ｕが接続されているものである。

このようにＷ相接続端子を２個に分けた理由はヒュージング加工における加工性を向上するためである。つまり、デルタ結線であるためＷ相接続端子には２本の巻線(始点と終点)が接続される。このため、２本の巻線を一緒にして接続端子に接続すると、接続端子の構成が他の接続端子(Ｕ相、Ｖ相)と異なることになる。これによってヒュージング加工における加工条件(電極形状、寸法、移動距離等)が変わり、作業効率が低下するようになる。

このため全ての接続端子を１本の巻線と接続するようにして同じ形状とすることで、ヒュージング加工の作業効率を向上している。尚、Ｗ相接続端子２６Ｗ１、２６Ｗ２は制御基板１８上で電気的に接続される構成となっている。

図５、図６からわかるように、各接続端子２６Ｕ、２６Ｖ、２６Ｗ１、２６Ｗ２は、渡り線ガイド４２に設けられていると共に、渡り線ガイド４２の渡り線保持溝４８より半径方向内側のボビン２０Ａ側に配置されている。更に、夫々の巻線引出部を接続する接続端子２６Ｕ、２６Ｖ、２６Ｗ１、２６Ｗ２のヒュージング用接続部５０は、ステータの内側に位置するボビン部２０Ａ側とは反対側の外周側に形成されている。これらのヒュージング用接続部５０は詳しくは後述するが、引き出された巻線引出部を挟み込む形状の接続部に形成されている。

すなわち、引き出された巻線引出部を挟み、この状態で加圧電極によって圧力を加えながら、各接続端子２６Ｕ、２６Ｖ、２６Ｗ１、２６Ｗ２に電流を流して発熱させ、この発熱により巻線の被覆を溶かして剥離し、圧力と熱により巻線引出部の芯線と、各接続端子２６Ｕ、２６Ｖ、２６Ｗ１、２６Ｗ２のヒュージング用接続部５０とを固相接合させて電気的な接続を行うようになっている。

次に、本実施形態の特徴である接続端子の変形を抑制する変形抑制壁５２Ａ、５２Ｂについて説明する。

図６にある通り、各相の接続端子２６Ｕ、２６Ｖ、２６Ｗ１、２６Ｗ２のステータ側には、渡り線ガイド４２の表面からからほぼ垂直に植立した変形抑制壁５２Ａが形成されている。図６では接続端子２６Ｗ１、２６Ｗ２の変形抑制壁５２Ａが見えている。また、各接続端子２６Ｕ、２６Ｖ、２６Ｗ１、２６Ｗ２に形成した変形抑制壁５２Ａとは反対側には、これも渡り線ガイド４２の表面からほぼ垂直に植立した変形抑制壁５２Ｂが形成されている。

更に、図７乃至図１０を用いて各接続端子２６Ｕ、２６Ｖ、２６Ｗ１、２６Ｗ２付近の巻線の接続形態の詳細を説明するが、接続形態の構造は実質的に同じであるため、以下では代表してＵ相接続端子２６Ｕ付近の接続形態を説明する。

図７乃至図１０において、Ｕ相接続端子２６Ｕは、渡り線ガイド４２に一端が埋設され、他端が制御基板１８に接続される形状となっている。Ｕ相接続端子２６Ｕのステータ側（ボビン側）には変形抑制壁５２Ａが形成されている。この変形抑制壁５２Ａは渡り線ガイド４２を形成する合成樹脂によって一体的に形成されている。同様にＵ相接続端子２６Ｕのステータ側とは反対側には変形抑制壁５２Ｂが形成されている。この変形抑制壁５２Ｂも渡り線ガイド４２を形成する合成樹脂によって一体的に形成されている。

したがって、Ｕ相接続端子２６Ｕは変形抑制壁５２Ａと変形抑制壁５２Ｂによって密着して挟まれている形状になっているので、曲げに対する強度が高められている。更に、Ｕ相接続端子２６Ｕは長さが長いにも拘わらず、変形抑制壁５２Ａと変形抑制壁５２Ｂによって外部に露出している長さは短くなっているので、曲げモーメントに対して強くなっている。

そして、Ｕ相接続端子２６Ｕの外側面にはヒュージング用接続部５０が形成されている。ヒュージング用接続部５０は、Ｕ相側の巻線引出部４０Ｕ-ｄを挟み込む挟み込み部５０Ａが形成されており、この挟み込み部５０ＡはＵ相接続端子２６Ｕからボビン２０Ａと反対側に切り起こされている。

したがって、Ｕ相側の巻線引出部４０Ｕ-ｄはこの挟み込み部５０Ａによってヒュージング加工されるものである。挟み込み部５０Ａは図中で上側に開口しており、Ｕ相側の巻線引出部４０Ｕ-ｄを上側から挟み込み部５０Ａに挿入し、この状態で上側からヒュージング加工機の加圧電極を下降してヒュージング加工を行うものである。このような構成を採用することにより、容易にヒュージング加工を行うことができるものである。

ここで、ヒュージング加工を行う場合、巻線引出部４０Ｕ-ｄを挟み込むヒュージング用接続部５０を加圧電極で加圧すると、加圧電極の位置や動きによってＵ相接続端子２６Ｕに曲げの力が作用する。

しかしながら、本実施形態によれば、Ｕ相接続端子２６Ｕは、変形抑制壁５２Ａと変形抑制壁５２Ｂによって密着、挟持されているため、曲げに対する強度が高められている。更に、Ｕ相接続端子２６Ｕは変形抑制壁５２Ａと変形抑制壁５２Ｂによって外部に露出している長さは短くなっているので、曲げモーメントに対して強くなっている。このような理由によって、ヒュージング加工時にＵ相接続端子２６Ｕに変形が生じるのを抑制することができる。

したがって、Ｕ相接続端子２６Ｕの位置精度が確保でき、後工程で行われる制御基板の接続部との組立性を向上することができる。また、Ｕ相接続端子２６Ｕと制御基板１８との位置精度が高いので、この部分での接合品質が向上する効果がある。更に、Ｕ相接続端子２６Ｕが変形しないので、ヒュージング用接続部５０に収納される巻線引出部４０Ｕの直線性を維持できてヒュージング用接続部５０と巻線引出部４０Ｕの接合状態を良くすることができる。

また、図１０にある通り、Ｕ相接続端子２６Ｕと変形抑制壁５２Ｂの間に形成された巻線引出案内溝５３に、Ｕ相側の巻線引出部４０Ｕ-ｄが配置、案内されている。この巻線引出案内部５３は、巻線引出部４０Ｕ-ｄが外側に張り出してＶ相側の渡り線４０Ｖ、Ｗ相側の渡り線４０Ｗと接触しないようにする機能を併せ備えている。これによって、巻線引出部４０Ｕ-ｄが他の相の渡り線と振動によって接触することで被覆面が損傷することに基づく短絡を防止することができる。

また、巻線引出案内溝５３によって巻線引出部４０Ｕ-ｄに直線性を与える作用が働き、ヒュージング用接続部５０に至る巻線引出部４０Ｕ-ｄの直線性を向上して、接合品質を向上するように寄与している。更に、変形抑制壁５２Ｂと巻線引出部４０Ｕ-ｄによってＵ相接続端子２６Ｕを支持しているので、巻線引出部４０Ｕ-ｄの直径だけ支持部が長くなり、曲げモーメントに対して強くなるものである。

尚、図１０にある通り、Ｕ相接続端子２６Ｕと巻線引出案内溝５３の間においては、Ｕ相接続端子２６Ｕの表面が露出しているが、Ｕ相接続端子２６Ｕの表面も、破線で示すように合成樹脂で覆っても良いものである。このようにすることで、更に変形抑制壁５２Ｂの曲げに対する抵抗効果を高めることができるようになる。この場合、巻線引出部４０Ｕ-ｄは合成樹脂からなる巻線引出案内溝５３に収納される構成となる。

本実施形態はＵ相接続端子２６Ｕについて説明したが、Ｖ相接続端子２６Ｖ、Ｗ相接続端子２６Ｗ１、２６Ｗ２についても同様である。

ところで、デルタ結線方式の巻線部を備えた電動機においては、接続端子のステータ外面側で、巻線と接続端子の一部をヒュージング加工して接続を行う場合、接続された巻線は隣接(或いは近接)する次の相の突極部に巻回される構成となっている。このため、巻線は、ヒュージング加工前の巻線行程時にステータ外側のヒュージング用接続部から突極部が位置するステータの内側に向けて誘引(引き込み)されるようになる。また、最近では断面積(直径)を大きくした巻線を使用する傾向にあり、巻線は大きな力でステータの内側に向けて誘引されるようになる。

このような構成になる接続端子においては、巻線の誘引時に大きな力で巻線が内側に向けて引かれることから、巻線が通過する接続端子のヒュージング用接続部にも大きな力が作用して、接続端子が内側に変形する恐れがある。このため、接続端子の位置精度が悪化して、接続端子と制御基板の接続部との間の組立性が悪くなる課題がある。また、同じ理由で接続端子に形成されたヒュージング用接続部も変形するので、これに収納される巻線に撓みを生じ、ヒュージング用接続部と巻線の接合状態が悪くなるという課題も併せ生じる。

そこで、本実施形態では図６にある通り、巻線巻き掛け部５１を設けるようにしている。図６にある通り、各相の接続端子２６Ｕ、２６Ｖ、２６Ｗ１に隣接して、巻線の誘引方向に渡り線ガイド４２の表面からほぼ垂直に植立した巻線巻き掛け部５１が形成されている。尚、Ｗ相接続端子２６Ｗ２は、巻線の最終端末が接続されるので巻線巻き掛け部５１は形成されていないものである。

そして、各接続端子２６Ｕ、２６Ｖ、２６Ｗ１に形成したヒュージング用接続部５０を通して誘引された巻線が、巻線巻き掛け部５１に巻き掛けられ、この巻線巻き掛け部５１を通過した巻線が、隣接した次の相の突極部２０Ａに向けて延び、更にその後に次の相の突極部２０Ａに巻回されている。更に、巻線巻き掛け部５１には段部５１Ａが形成されており、巻線がこの段部５１Ａに載置されて巻き掛けられるものである。段部５１Ａは巻線の高さ方向の位置決めを行う働きを備えている。

ここで、巻線が巻線巻き掛け部５１に巻き掛けられるとは、巻線が巻線巻き掛け部５１に１周して巻かれていることを意味するものではなく、巻線が巻線巻き掛け部に接触するように引っ掛けられて突極部２０Ａ側へと延びている状態を意味するものである。

次に図７乃至図９を用いて各接続端子２６Ｕ、２６Ｖ、２６Ｗ１付近の巻線４０の接続形態の詳細を説明するが、接続形態の構造は実質的に同じであるため、以下では代表してＵ相接続端子２６Ｕ付近の接続形態を説明する。

渡り線ガイド４２には、Ｕ相接続端子２６Ｕが植立するように設けられている。Ｕ相接続端子２６Ｕの外側面にはヒュージング用接続部５０が形成されている。ヒュージング用接続部５０は、Ｕ相側の巻線引出部４０Ｕ-ｄを挟み込む挟み込み部５０Ａが形成されており、この挟み込み部５０ＡはＵ相接続端子２６Ｕからボビン２０Ａと反対側に切り起こされている。

したがって、Ｕ相側の巻線引出部４０Ｕ-ｄはこの挟み込み部５０Ａによってヒュージング加工されるものである。挟み込み部５０Ａは図中で上側に開口しており、Ｕ相側の巻線引出部４０Ｕ-ｄを上側から挟み込み部５０Ａに挿入し、この状態で上側からヒュージング加工機の加圧電極を下降してヒュージング加工を行うものである。このような構成を採用することにより、容易にヒュージング加工を行うことができるものである。また、巻線を挟み込むヒュージング用接続部５０をステータの外側向きに設けているので、巻線の巻線機ノズルと干渉する恐れがないものである。

また、図８に示している通り、渡り線ガイド４２からは巻線巻き掛け部５１が垂直に植立されており、この巻線巻き掛け部５１は、ヒュージング用接続部５０に隣接して所定の距離を置いて配置されている。このようにヒュージング用接続部５０と距離を置いているのは、ヒュージング加工機の加圧電極と干渉させないためである。また、巻線巻き掛け部５１は渡り線ガイド４２と一体的に形成されているため、絶縁機能を備えている。

そして、Ｕ相側の巻線引出部４０Ｕ-ｄは、ヒュージング用接続部５０を介して巻線巻き掛け部５１に巻き掛けられ、次の相の突極部２０Ａに巻回されるものである。

ここで、巻線巻き掛け部５１から次の相の突極部２０Ａに至る折り曲げ角度（巻線巻き掛け部５１の前後の巻き線引出部４０Ｕ-ｄの巻線の角度）は略９０°、或いはこれより狭い角度に決められている。これによって巻線の引き込み力を巻線巻き掛け部５１で有効に受け止めることができるようになる。

したがって、巻線引出部４０Ｕ-ｄを誘引する時に、大きな引き込み力で巻線引出部４０Ｕ-ｄが内側に向けて引かれた場合であっても、この引き込み力は巻線巻き掛け部５１で受け止められる。このため、Ｕ相接続端子２６Ｕのヒュージング用接続部５０に巻線引出部４０Ｕ-ｄから直接的に引き込み力が作用するのが抑さえられる。これによってＵ相接続端子２６Ｕが変形することが抑制されるものである。

したがって、Ｕ相接続端子２６Ｕの位置精度が悪化するのを抑制して、Ｕ相接続端子２６Ｕと制御基板の接続部との間の組立性の悪化を抑制することができる。これと相俟って、Ｕ相接続端子２６Ｕと制御基板との接合部の接合品質を向上することができる。

また、同じ理由でＵ相接続端子２６Ｕに形成されたヒュージング用接続部５０の変形も抑制されるので、これに収納される巻線引出部４０Ｕ-ｄの撓みが生じず、ヒュージング用接続部５０と巻線引出部４０Ｕ-ｄの位置関係が直線状となり、接合状態を良くすることができる。

本実施形態はＵ相接続端子２６Ｕについて説明したが、Ｖ相接続端子２６Ｖ、Ｗ相接続端子２６Ｗ１についても同様である。

更に、図７、図８に示すように、絶縁基体２０Ｂの絶縁部表面２０Ｃには、各相の同相の巻線部４０を繋ぐ渡り線を案内する渡り線ガイド４２が植立するように一体的に形成されている。渡り線ガイド４２の外周面には各相の渡り線保持溝４８Ｕ、４８Ｖ、４８Ｗが形成されている。渡り線ガイド４２の渡り線保持溝４８は、上側から順番にＷ相側の渡り線保持溝４８Ｗ、Ｕ相側の渡り線保持溝４８Ｕ、Ｖ相側の渡り線保持溝４８Ｖで形成されている。ただし、これらの順番は適宜変更可能であるので、本実施形態のように限定されないものである。

そして、各相の渡り線保持溝４８Ｕ、４８Ｖ、４８ＷにはＵ相側渡り線４０Ｕ、Ｖ相側渡り線４０Ｖ、Ｗ相側の渡り線４０Ｗが案内、保持されている。ただし、Ｕ相側の渡り線４０Ｕの巻線引出部４０Ｕ-ｄは、Ｕ相接続端子２６Ｕと接続されるため、Ｕ相接続端子２６Ｕ側に引き出されるものである。同様に、図示していないが、Ｖ相側の渡り線４０Ｖの巻線引出部は、Ｖ相接続端子２６Ｖと接続されるため、Ｖ相接続端子２６Ｖ側に引き出され、Ｗ相側の渡り線４０Ｗの巻線引出部は、Ｗ相接続端子２６Ｗ１と接続されるため、Ｗ相接続端子２６Ｗ２側に引き出されるものである。

そして、Ｕ相接続端子２６Ｕに接続されるＵ相巻線引出部は、渡り線ガイド４２の外周面に形成された３条の渡り線保持部４８の中央の渡り線保持溝４８Ｕの引出案内部４８Ｕ-Ｏｕｔから引き出されている。また、Ｖ相接続端子２６Ｖに接続されるＶ相巻線引出部は、渡り線ガイド４２の３条の渡り線保持部４８の最も下側の渡り線保持溝４８Ｖの引出案内部４８Ｖ-Ｏｕｔから引き出されている。同様に、Ｗ相接続端子に接続されるＷ相の巻線引出部は、渡り線ガイド４２の３条の渡り線保持部４８の最も上側の渡り線保持溝４８Ｗの引出案内部４８Ｗ-Ｏｕｔから引き出されている。

また、渡り線ガイド４２の中央の渡り線保持溝４８Ｕの引出部４８Ｕ-Ｏｕｔは、図８の破線で示す通り内側に向けて徐々に縮径する弧状の引出部４８Ｕ-Ｏｕｔに形成されており、この引出部４８Ｕ-Ｏｕｔの端面は、他の相の渡り線４０Ｖ、４０Ｗが存在する位置より内側に位置する構成とされている。このため、Ｕ相巻線の巻線引出部４０Ｕ-ｄは、内側に向けて徐々に縮径する渡り線保持溝４８Ｕの引出部４８Ｕ-Ｏｕｔに沿って案内される。したがって、渡り線保持溝４８Ｕの引出部４８Ｕ-Ｏｕｔの端面で、他の相の渡り線４０Ｖ、４０Ｗと干渉しない内側から引き出されることになる。ここで、渡り線保持溝４８Ｕの引出部４８Ｕ-Ｏｕｔは徐々に縮径する弧状に形成されているが、直線状に縮径する引出部４８Ｕ-Ｏｕｔとしても良いことは言うまでもない。もちろん、他の相の渡り線保持溝の引出部においても同様である。

そして、この引出されたＵ相巻線の巻線引出部４０Ｕ-ｄは、Ｕ相接続端子２６Ｕの外側と変形抑制壁５２Ｂの間を通って案内され、Ｕ相接続端子２６Ｕのヒュージング用接続部５０の挟み込み部５０Ａに至る。このヒュージング用接続部５０で、Ｕ相側の巻線引出部４０Ｕ-ｄは挟み込み部５０Ａによってヒュージング加工されるものである。

また、図示はしていないが、渡り線ガイド４２の最も下側のＶ相の渡り線保持溝４８Ｖの引出部４８Ｖ-Ｏｕｔも、内側に向けて徐々に縮径する弧状の引出部４８Ｖ-Ｏｕｔに形成されており、この引出部４８Ｖ-Ｏｕｔの端面は、他の相の渡り線４０Ｕ、４０Ｗが存在する位置より内側に位置する構成とされている。同様に、渡り線ガイド４２の最も上側のＷ相の渡り線保持溝４８Ｗの引出部４８Ｗ-Ｏｕｔも、内側に向けて徐々に縮径する弧状の引出部４８Ｗ-Ｏｕｔに形成されており、この引出部４８Ｗ-Ｏｕｔの端面は、他の相の渡り線４０Ｕ、４０Ｖが存在する位置より内側に位置する構成とされている。

これらの構成によれば、巻線の引出端部を他の渡り線と干渉せずに他の相の渡り線より内側から引き出して接続端子と接続できるので、直流電動機が半径方向に大型化するのを抑制することができる。しかも巻線引出部と接続端子の接続部がステータ側とは反対の外側で接続するため、接続加工が容易となる効果がある。

以上述べた通り、本発明によれば、接続端子のステータ側の面と、これとは反対側の面に、接続端子の変形を抑制する変形抑制壁を形成する構成とした。

これによれば、ヒュージング加工時の加圧電極によって接続端子に大きな力が作用しても、変形抑制壁によって接続端子の変形を抑制することができるようになる。これによって、接続端子の位置精度が確保でき、後工程で行われる制御基板の接続部との組立性を向上することができる。またヒュージング用接続部に収納される巻線の直線性を維持できてヒュージング用接続部と巻線の接合状態を良くすることができる。

尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１０…電動流体ポンプ、１０Ａ…本体、１０Ｂ…金属製のカバー、１０Ｃ…電動機部、１４…ホルダー、１６…収納部、１８…制御基板、２０…ステータ部、２０Ａ…ボビン部、２０Ｂ…絶縁基体、２０Ｃ…絶縁部表面、２６Ｕ…Ｕ相接続端子、２６Ｖ…Ｖ相接続端子、２６Ｗ…Ｗ相接続端子、３２…ロータ部、３４…電動機部収納部、３６…インペラ、３８…鉄心、４０Ｕ、４０Ｖ、４０Ｗ…各相の渡り線、４０Ｕ-Ｏｕｔ、４０Ｖ-Ｏｕｔ、４０Ｗ-Ｏｕｔ…各相の巻線の引出部、４２…渡り線ガイド、４８Ｕ、４８Ｖ、４８Ｗ…各相の渡り線保持溝、４８Ｕ-Ｏｕｔ、４８Ｖ-Ｏｕｔ、４８Ｗ-Ｏｕｔ…各相の渡り線保持溝の引出部、５０…ヒュージング接続部、５１…巻線巻き掛け部、５２Ａ、５２Ｂ…変形抑制壁、５３…巻線引出案内溝。

Claims

ポンプ部と、ロータ部とステータ部から構成される電動機部と、
前記電動機部を駆動制御する駆動信号を供給するＵ相の接続端子、Ｖ相の接続端子、及びＷ相の接続端子と、
前記ステータ部の内側の突極部に巻回されたＵ相の複数の巻線部と、Ｖ相の複数の巻線部と、Ｗ相の複数の巻線部と、
各相の前記巻線を接続する前記接続端子に形成されたヒュージング用接続部と、
各相の前記巻線を案内する渡り線保持溝が形成され、前記接続端子が埋設された渡り線ガイドと、
前記渡り線ガイドと一体に形成されると共に前記渡り線ガイドの表面から植立された変形抑制壁であって、前記接続端子のステータ側の一方面、及びこれとは反対側の他方面に形成され、前記接続端子の前記一方面と前記他方面を挟持する変形抑制壁と、
を備え、
前記接続端子の前記他方面と前記他方面側に形成された前記変形抑制壁の間には、前記接続端子の前記他方面に沿った巻線引出案内溝が形成されており、前記巻線引出案内溝に前記巻線の引出部が誘引されて前記ヒュージング用接続部に接続されていることを特徴とする電動流体ポンプ。
請求項１に記載の電動流体ポンプにおいて、
一つの相の前記巻線部から次の相の前記巻線部に至る巻線引出部を前記接続端子に形成した前記ヒュージング用接続部に誘引すると共に、誘引された前記巻線引出部を、前記巻線の誘引方向に前記接続端子と隣接して植立された巻線巻き掛け部に巻き掛けし、更に前記巻線巻き掛け部を通過した前記巻線引出部を前記次の相の前記突極部に巻回することを特徴とする電動流体ポンプ。