JP7187884B2

JP7187884B2 - 配線部品

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Publication number: JP7187884B2
Application number: JP2018151702A
Authority: JP
Inventors: 眞佑増子; 健一江上
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2018-08-10
Filing date: 2018-08-10
Publication date: 2022-12-13
Anticipated expiration: 2038-08-10
Also published as: JP2022179599A; JP2020028177A; US10715004B2; CN110829669A; US20200052540A1

Description

本発明は、単線からなる導電線が樹脂からなる保持部材に保持された配線部品に関する。

従来、例えばモータの巻き線の端部と端子台とを接続するために、複数の導電線が保持部材に保持された配線部品が用いられる場合がある。

特許文献１には、３つの動力線の中間部に取り付けられる固定部材が記載されている。この固定部材は、各動力線を互いに固定して、モータのステータの周方向への動きを拘束する部材であり、ステータの周方向に沿って湾曲した棒形状を有している。固定部材には、各動力線を通す３つの貫通孔が形成されている。動力線は、ステータのコイル端子に溶接される前に、貫通孔に挿通されて固定部材に取り付けられる。

特開２０１１－２５９６５４号公報（［００３８］－［００４３］、図３，４参照）

特許文献１に記載のものでは、動力線がその長手方向に沿って固定部材に対して相対的に動いてしまうおそれがあった。

そこで、本発明は、導電線が保持部材に保持された配線部品において、導電線がその長手方向に沿って保持部材に対して相対的に動いてしまうことを抑制することが可能な配線部品を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、単線からなる導電線と、前記導電線の長手方向の一部を覆って前記導電線を保持する樹脂からなる保持部材と、を備え、前記導電線は、前記保持部材に覆われた部分に少なくとも一つの凹部を有しており、前記凹部に導入された前記保持部材の一部との係合により、前記導電線の前記保持部材に対する長手方向の相対移動が抑制されている、配線部品を提供する。

本発明によれば、導電線が保持部材に保持された配線部品において、導電線がその長手方向に沿って保持部材に対して相対的に動いてしまうことを抑制することが可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係る配線部品を三相モータと共に示す斜視図である（ａ）は、配線部品及び三相モータを示す平面図であり、（ｂ）は、配線部品及び三相モータを示す側面図である。配線部品を示す斜視図である。第１乃至第３の導体線の保持部材に覆われた部分を示す説明図である。（ａ）は、保持部材に覆われる前の第１の導体線の凹部の周辺部を示す拡大図である。（ｂ）は、保持部材に覆われた第１の導体線の凹部の周辺部を示す拡大図である。本発明の第２の実施の形態に係る配線部品を示し、（ａ）は、保持部材に覆われる前の第１の導体線の２つの凹部の周辺部を示す拡大図、（ｂ）は、保持部材に覆われた第１の導体線の２つの凹部の周辺部を示す拡大図である。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る配線部品１を、この配線部品１によって電流が供給される三相モータ１０と共に示す斜視図である。図２（ａ）は、配線部品１及び三相モータ１０を示す平面図であり、図２（ｂ）は、配線部品１及び三相モータ１０を示す側面図である。図２（ｂ）では、三相モータ１０の一部を破断してその内部構造を図示している。

三相モータ１０は、例えば走行用の駆動源として車両に搭載され、図略のインバータから端子台５及び配線部品１を介して三相交流電流が供給される。

三相モータ１０は、有底円筒状のモータケース１１と、モータケース１１に収容されたステータ１２と、ステータ１２の内側に配置されたロータ１３と、ロータ１３の中心部を貫通してロータ１３と一体に回転可能に支持されたシャフト１４と、モータケース１１の開口部を覆うモールド樹脂からなる蓋部材１５とを有している。

ステータ１２は、ロータ１３を囲む環状のステータコア１２０に、Ｕ相，Ｖ相，及びＷ相の巻線１２１～１２３が巻き回されている。より具体的には、ステータコア１２０に設けられた複数のティースのそれぞれに、Ｕ相，Ｖ相，及びＷ相の巻線１２１～１２３の何れかが巻き回されている。ステータコア１２０は、鋼材等の磁性材料からなる。巻線１２１～１２３は、銅からなる導体の外周面にエナメルからなる絶縁被覆層が形成された平角絶縁電線である。巻線１２１～１２３は、その一部が蓋部材１５からモータケース１１の外部に露出して、蓋部材１５にモールドされている。

ロータ１３は、シャフト１４を挿通させる貫通孔が形成された円筒状のロータコア１３１と、ロータコア１３１の外周部に配置された磁石１３２とを有している。磁石１３２には、Ｓ極及びＮ極が交互に位置するように複数の磁極が設けられている。シャフト１４は、図略の軸受により、回転軸線Ｏを中心としてモータケース１１に対して回転可能に支持されている。

図３は、配線部品１を示す斜視図である。配線部品１は、Ｕ相，Ｖ相，及びＷ相のそれぞれに対応して設けられた第１乃至第３の導体線２１～２３と、第１乃至第３の導体線２１～２３を保持する樹脂からなる保持部材３と、端子台５に接続される第１乃至第３の接続端子４１～４３を備えている。

第１の導体線２１は、一方の端部がＵ相の巻線１２１に接続され、他方の端部が端子台５に接続される。第２の導体線２２は、一方の端部がＶ相の巻線１２２に接続され、他方の端部が端子台５に接続される。第３の導体線２３は、一方の端部がＷ相の巻線１２３に接続され、他方の端部が端子台５に接続される。なお、本実施の形態では、第１乃至第３の導体線２１～２３のそれぞれの他方の端部が第１乃至第３の接続端子４１～４３を介して端子台５に接続されているが、これに限らず、例えば第１乃至第３の導体線２１～２３の端子台５側の端部を円弧状又は環状に屈曲させ、直接的に端子台５に接続してもよい。

端子台５は、図略の複数（３つ）の座金を有し、それぞれの座金に第１乃至第３接続端子４１～４３がボルト５１～５３（図１及び図２参照）によってそれぞれ固定されている。端子台５は、図略の固定部材によって車体に固定され、座金はワイヤハーネスによってインバータの出力端子と電気的に接続される。

第１乃至第３の導体線２１～２３は、剛性を有する単線からなり、その長手方向に垂直な断面における形状が円形状である。また、第１乃至第３の導体線２１～２３は、例えば銅からなる金属導体をエナメル等の絶縁体で被覆してなり、両端部では絶縁体が除去されて金属導体が露出している。

第１乃至第３の導体線２１～２３と巻線１２１～１２３との接続は、溶接によって行われる。第１乃至第３の導体線２１～２３は、蓋部材１５から露出した巻線１２１～１２３のそれぞれの端部１２１ａ，１２２ａ，１２３ａに溶接される一方の端部が断面円形状から断面平角状に押しつぶされ、巻線１２１～１２３との接続が容易化されている。第１乃至第３の導体線２１～２３の芯線の他方の端部は、第１乃至第３接続端子４１～４３にそれぞれ加締められている。第１乃至第３の導体線２１～２３は、両端部の間の複数箇所で屈曲されている。そして、当該屈曲状態は、第１乃至第３の導体線２１～２３の剛性により保持されている。

第１乃至第３の導体線２１～２３が保持部材３に保持されていることにより、第１乃至第３の導体線２１～２３と巻線１２１～１２３の接続作業、及び第１乃至第３接続端子４１～４３の端子台５への固定作業が容易となる。また、例えば三相モータ１０の回転時に発生する振動により、第１乃至第３の導体線２１～２３が共振してしまうことが抑制される。この共振抑制効果は、第１乃至第３の導体線２１～２３のうち最も長い第１の導体線２１において顕著である。

保持部材３は、モールド成形され、第１乃至第３の導体線２１～２３の長手方向の一部を覆っている。このモールド成形では、第１乃至第３の導体線２１～２３の直線状の部分の一部を樹脂成形用の金型の内部に配置し、その金型内に溶融樹脂を注入して固化させる。これにより、保持部材３が成形され、第１乃至第３の導体線２１～２３が保持部材３に保持される。本実施の形態では、保持部材３が、ステータ１２の周方向に沿って湾曲した棒状であり、この周方向に対して垂直な断面における形状が矩形状である。保持部材３は、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の樹脂からなる。

図４は、第１乃至第３の導体線２１～２３の保持部材３に覆われた部分を示す説明図である。図４では、保持部材３を仮想線（二点鎖線）で示している。

第１乃至第３の導体線２１～２３は、保持部材３に覆われた部分にそれぞれ一つの凹部２１０，２２０，２３０を有している。これらの凹部２１０，２２０，２３０は、第１乃至第３の導体線２１～２３の保持部材３に覆われた部分の一部に形成されており、保持部材３の外部には凹部２１０，２２０，２３０が露出していない。第１乃至第３導体線２１～２３は、保持部材３に覆われた部分が直線状かつ互いに平行である。

図５（ａ）は、保持部材３に覆われる前の第１の導体線２１の凹部２１０の周辺部を示す拡大図である。図５（ｂ）は、保持部材３に覆われた第１の導体線２１の凹部２１０の周辺部を示す拡大図である。なお、第２及び第３の導体線２２，２３の凹部２２０，２３０も、第１の導体線２１の凹部２１０と同様に形成されている。

凹部２１０は、第１の導体線２１の長手方向に沿って延びる平面状の底面２１０ａと、底面２１０ａを挟んで第１の導体線２１の長手方向に向かい合う一対の側面２１０ｂ，２１０ｃとを有し、底面２１０ａと一対の側面２１０ｂ，２１０ｃとの間にそれぞれＲ部２１０ｄ，２１０ｅが形成されている。図５（ａ）に示すように、第１の導体線２１の長手方向に対して垂直でかつ底面２１０ａと平行な方向から凹部２１０を見た場合、Ｒ部２１０ｄ，２１０ｅは円弧状であり、凹部２１０が全体としてバスタブ形状に形成されている。

本実施の形態では、底面２１０ａと一対の側面２１０ｂ，２１０ｃとが鈍角をなし、一対の側面２１０ｂ，２１０ｃの間隔は、第１の導体線２１の径方向に沿って底面２１０ａから離れるほど広くなる。凹部２１０は、例えば凹部２１０に対応する形状の凸部を有する工具を第１の導体線２１の外周面２１ａに押し当てて第１の導体線２１を塑性変形させることにより形成される。また、これに限らず、第１の導体線２１の一部を切削して凹部２１０を形成してもよい。このようにして凹部２１０を形成することにより、凹部２１０が形成されていない部分の第１の導体線２１の外周面２１ａから第１の導体線２１の一部がバリ状に突出してしまうことがなく、モールド成形時にバリ状の突起が第１の導体線２１から分離して保持部材３内に残存してしまうことを抑制することができる。

保持部材３は、そのモールド成形時に溶融樹脂の一部が凹部２１０に導入され、第１の導体線２１を抜け止めする係止部３１となっている。換言すれば、第１の導体線２１は、凹部２１０に導入された保持部材３の一部である係止部３１との係合により、保持部材３に対する長手方向の相対移動が抑制されている。

図５（ａ）に示すように、第１の導体線２１の径方向における凹部２１０の深さｄは、第１の導体線２１の直径Ｄの５％以上５０％未満であることが望ましい。凹部２１０の深さｄが第１の導体線２１の直径Ｄの５％未満であると、第１の導体線２１を抜け止めする効果が小さくなり、凹部２１０の深さｄが第１の導体線２１の直径Ｄの５０％以上であると、凹部２１０が形成された部分の断面積が小さくなり過ぎて、第１の導体線２１を流れる電流が当該部分に集中して発熱しやすくなってしまうためである。また、凹部２１０の深さｄを第１の導体線２１の直径Ｄの５０％未満とすることで、保持部材３をモールド成形する際の樹脂圧により凹部２１０における第１の導体線２１が折れてしまうおそれを抑制することができる。

第１の導体線２１の長手方向における凹部２１０の長さＬは、第１の導体線２１の直径Ｄの５％以上であることが望ましい。凹部２１０の長さＬが第１の導体線２１の直径Ｄの５％以上未満であると、第１の導体線２１を抜け止めする効果が小さくなるためである。また、凹部２１０の長さＬは、０．５ｍｍ以上であることが望ましい。凹部２１０の長さＬが０．５ｍｍ未満であると、モールド成形時に溶融樹脂が充分に凹部２１０に導入されないおそれがあるためである。

本実施の形態では、凹部２１０の底面２１０ａの長さＬ_０（第１の導体線２１の長手方向の長さ）についても、この長さＬ_０が第１の導体線２１の直径Ｄの５％以上であり、かつ０．５ｍｍ以上である。また、本実施の形態では、凹部２１０の長さＬが第１の導体線２１の直径Ｄよりも長い。

凹部２１０の長さＬの上限値は、第１の導体線２１の長手方向に沿った保持部材３の幅Ｗ（図５（ｂ）参照）未満であれば特に制限はないが、保持部材３の幅が大きい場合でも、例えば第１の導体線２１の直径Ｄの５倍（５００％）未満であることが望ましい。凹部２１０の長さＬが長すぎると、第１の導体線２１の断面積が小さい範囲が長くなり、電気抵抗が増大してしまうためである。

また、図５（ｂ）に示すように、保持部材３から露出した第１の導体線２１の露出部２１１，２１２と凹部２１０との間の第１の導体線２１の長手方向の長さＬ_１，Ｌ_２は、それぞれ０．５ｍｍ以上であることが望ましい。凹部２１０から第１の導体線２１の長手方向に沿って０．５ｍｍ未満の範囲では、凹部２１０を形成した際の外力の影響によって第１の導体線２１の真円度が低下しているおそれがあり、モールド成形に用いる金型の上型と下型との間に第１の導体線２１を確実に把持できないおそれがあるためである。また、Ｌ_１，Ｌ_２を０．５ｍｍ以上とすることにより、三相モータ１０の回転時に発生する振動や車両の振動により凹部２１０における第１の導体線２１が折れてしまうおそれを抑制することができる。

なお、三相モータ１０の回転時に発生する振動や車両の振動により凹部２１０における第１の導体線２１が折れてしまうおそれをより抑制するという観点からいえば、Ｌ_１，Ｌ_２を１．０ｍｍ以上とすることがより好ましい。また、Ｌ_１，Ｌ_２を１０．０ｍｍ以下とすることで、保持部材３の大型化を抑制することが可能となる。

なお、長さＬ_１，Ｌ_２は、第１の導体線２１が導出される保持部材３の導出面３ａ，３ｂが第１の導体線２１の長手方向に対して垂直でない場合には、凹部２１０が形成された部分から導出面３ａ，３ｂまでの最短距離の長さをいう。

（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第１の実施の形態によれば、第１乃至第３の導電線２１～２３がその長手方向に沿って保持部材３に対して相対的に動いてしまうことを抑制することが可能となる。

［第２の実施の形態］
次に、図６を参照して本発明の第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では、第１の導体線２１に一つの凹部２１０が形成された場合について説明したが、本実施の形態では、保持部材３に覆われた部分の第１の導体線２１に複数（２つ）の凹部２１０が形成されている。なお、図示は省略しているが、第２及び第２の導体線２２，２３にも、それぞれ複数の凹部２２０，２３０が形成されている。

図６（ａ）は、保持部材３に覆われる前の第１の導体線２１に形成された２つの凹部２１０の周辺部を示す拡大図である。図６（ｂ）は、保持部材３に覆われた第１の導体線２１の２つの凹部２１０の周辺部を示す拡大図である。図６（ａ）及び（ｂ）において、第１の実施の形態と共通する構成要素については、図５（ａ）及び（ｂ）に付したものと同一の符号を付して重複した説明を省略する。

第１の導体線２１の２つの凹部２１０には、保持部材３のモールド成形により形成された係止部３１１，３１２がそれぞれ導入されており、第１の導体線２１が抜け止めされている。それぞれの凹部２１０は、図５（ａ）を参照して説明したものと同様のバスタブ形状を有している。

２つの凹部２１０は、第１の導体線２１の長手方向における同じ位置に形成されている。このような２つの凹部２１０は、例えばそれぞれの凹部２１０に対応する形状の２つの凸部を有する工具を用いて、これら２つの凸部によって第１の導体線２１を直径方向に挟むことにより容易に形成することができる。

図６（ａ）に示すように、第１の導体線２１の径方向における２つの凹部２１０の深さをそれぞれｄ_１，ｄ_２とすると、これらの深さｄ_１，ｄ_２の合計値ｄ_３（＝ｄ_１＋ｄ_２）は、第１の導体線２１の直径Ｄの５％以上５０％未満であることが望ましい。合計値ｄ_３が第１の導体線２１の直径Ｄの５％未満であると、第１の導体線２１を抜け止めする効果が小さくなり、合計値ｄ_３が第１の導体線２１の直径Ｄの５０％以上であると、凹部２１０が形成された部分の断面積が小さくなり過ぎて、第１の導体線２１を流れる電流が当該部分に集中して発熱しやすくなってしまうためである。

以上説明した第２の実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様の作用及び効果が得られる。

（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。

［１］単線からなる導電線（２１）と、前記導電線（２１）の長手方向の一部を覆って前記導電線（２１）を保持する樹脂からなる保持部材（３）と、を備え、前記導電線（２１）は、前記保持部材（３）に覆われた部分に少なくとも一つの凹部（２１０）を有しており、前記凹部（２１０）に導入された前記保持部材（３）の一部（３１／３１１，３１２）との係合により、前記導電線（２１）の前記保持部材（３）に対する長手方向の相対移動が抑制されている、配線部品（１）。

［２］前記導電線（２１）は、前記保持部材（３）に覆われた部分に一つの前記凹部（２１０）を有しており、前記凹部（３）の深さ（ｄ）が前記導電線（２１）の直径（Ｄ）の５％以上５０％未満である、前記［１］に記載の配線部品（１）。

［３］前記導電線（２１）は、前記保持部材（３）に覆われた部分に複数の前記凹部（２１０）を有しており、それぞれの前記凹部（２１０）の深さ（ｄ_１，ｄ_２）の合計値が前記導電線（２１）の直径の５％以上５０％未満である、前記［１］に記載の配線部品（１）。

［４］前記凹部（２１０）は、その前記長手方向（Ｌ）の長さが前記導電線（２１）の直径の５％以上である、前記［１］乃至［３］の何れか一つに記載の配線部品（１）。

［５］前記導体線（２１）は、前記保持部材（３）から露出した露出部（２１１，２１２）と前記凹部（２１０）との間隔が０．５ｍｍ以上である、前記［１］乃至［４］の何れか一つに記載の配線部品（１）。

［６］前記凹部（２１０）は、前記長手方向に沿って延びる平面状の底面（２１０ａ）と、底面（２１０ａ）を挟んで前記長手方向に向かい合う一対の側面（２１０ｂ，２１０ｃ）とを有し、前記底面（２１０ａ）と前記一対の側面（２１０ｂ，２１０ｃ）との間にそれぞれＲ部（２１０ｄ，２１０ｅ）が形成されている、前記［１］乃至［４］の何れか一つに記載の配線部品（１）。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記の実施の形態では、保持部材３に第１乃至第３の導電線２１～２３が保持された場合について説明したが、これに限らず、保持部材３に第１の導電線２１のみが保持されていてもよい。

また、上記の実施の形態では、三相モータ１０の巻線１２１～１２３の端部と端子台５とを接続するために配線部品１を用いた場合について説明したが、配線部品１の用途はこれに限らない。

さらに、上記の実施の形態では、保持部材３として、溶融樹脂を固化させて形成したものを説明したが、保持部材３は、溶融した金属を固化させて形成したものであってもよい。

またさらに、上記実施の形態（特に図２）では、保持部材３がモータ（三相モータ１０）に固定されていない例を示しているが、保持部材３は、モータ（三相モータ１０）に固定されていてもよい。また、これに限らず、保持部材３は、モータ（三相モータ１０）以外の部材（例えば、車体）に固定されていてもよい。

１…配線部品
２１～２３…第１乃至第３の導電線
２１０，２２０，２３０…凹部
２１０ａ…底面
２１０ｂ，２１０ｃ…側面
２１０ｄ，２１０ｅ…Ｒ部
２１１，２１２…露出部
３…保持部材
３１，３１１，３１２…係止部

Claims

金属導体を絶縁体で被覆してなる単線からなる導電線と、前記導電線の長手方向の一部を覆って前記導電線を保持する保持部材と、を備え、
前記導電線は、前記保持部材に覆われた部分に凹部を一つのみ有しており、前記凹部の深さが前記導電線の直径の５％以上５０％未満であり、
前記凹部に導入された前記保持部材の一部との係合により、前記導電線の前記保持部材に対する長手方向の相対移動が抑制されており、
前記保持部材は、ポリフェニレンサルファイドまたはポリブチレンテレフタレートからなり、前記導電線は、前記保持部材から露出した露出部と前記凹部との間隔が１．０ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下であり、
前記凹部は、前記長手方向に沿って延びる平面状の底面と、底面を挟んで前記長手方向に向かい合う一対の側面とを有し、前記底面と前記一対の側面との間にそれぞれＲ部が形成されており、
前記底面と前記一対の側面とが鈍角をなし、前記一対の側面の間隔は、前記導電線の径方向に沿って前記底面から離れるほど広くなる、
配線部品。
前記凹部は、その前記長手方向の長さが前記導電線の直径の５％以上である、
請求項１に記載の配線部品。
前記絶縁体は、エナメルである、
請求項１または２に記載の配線部品。