JP4412404B2

JP4412404B2 - 配電部材の固定構造

Info

Publication number: JP4412404B2
Application number: JP2007336684A
Authority: JP
Inventors: 慶佐々木
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-12-27
Filing date: 2007-12-27
Publication date: 2010-02-10
Anticipated expiration: 2027-12-27
Also published as: US8590874B2; JP2009159764A; CN101911436A; WO2009084383A1; CN101911436B; DE112008003555T5; DE112008003555B4; US20100270720A1

Description

本発明は、配電部材の固定構造に係り、特に、環状の配電部材とステータとの固定構造に関する。

ステータとロータとを有する３相回転電機において、回転電機のステータに巻回される各相コイルのうち同相コイル同士を接続する各相接続用のバスバーを配置する必要がある。例えば、特許文献１には、円環状のコアにコイルが各相毎に巻回され、その各コイルを各相毎に、コアの円環状に沿う環状バスバーにより接続した回転電機のステータにおいて、上記コア側面の上記コイル面に対向して上記各相のバスバーを設けるとともに、その各相のバスバーをコア側面に並列に配置し、かつ各相のバスバーをコアのその円環状周方向に沿って千鳥足状に内外ジグザグ状形状として、各コイルとの接続点の全てを同一円周上とした回転電機のステータが開示されている。ここでは、各バスバーへのコイル端末（接続端）の接続は、接続孔に嵌入される締結用筒体と、その締結用筒体に嵌入される筒状接続子によってなされる。その締結用筒体と接続子は、軸方向にスリットが形成され、その両嵌合面はテーパ状となっており、締結用筒体に接続子を嵌入すると、その締結用筒体が拡径するとともに接続子が縮径すると述べられている。

特開２００６−１８０６１５号公報

特許文献１の構成によれば、バスバーをステータに固定することができる。しかし、特許文献１の構成をそのまま用いてバスバーをステータに固定する場合には、ステータに配置される複数のコイル端末をバスバーに設けられる複数の孔にそれぞれ同時に挿入するため、例えば、１つのステータに１８極のティースが設けられて、それぞれにコイルが巻回されている場合には、コイル端末と孔との位置を調整する数が多くなる。そのため、場合によっては、バスバーとステータの位置決めを行うことが困難となる。

本発明の目的は、バスバーとステータとの位置決めを容易に行う配電部材の固定構造を提供することである。

本発明に係る配電部材の固定構造は、環状の配電部材またはステータのいずれか一方に周方向に予め定められた配置関係で設けられ、先端部から基端部に向けて断面積が大きくなる正基準ピンと、先端部から基端部に向けて断面積が大きくなり、正基準ピンの先端部の径の大きさよりも小さい径の先端部を有する副基準ピンとを含む複数のピンと、環状の配電部材またはステータのいずれか他方に複数のピンにそれぞれ嵌合する複数の孔と、を備え、正基準ピンと正基準ピンと対応関係にある正基準ピン用孔との嵌合により形成される正基準ピン側締め代に比べ、副基準ピンと対応関係にある副基準ピン用孔との嵌合により形成される副基準ピン側締め代が大きい、ことを特徴とする。

また、本発明に係る配電部材の固定構造において、副基準ピンの数は、正基準ピンに比べて多いことが好ましい。

また、本発明に係る配電部材の固定構造において、複数の孔は、同一の径であり、複数のピンは、その先端部の径が複数の孔の径よりも小さく形成され、基端部に向けて次第に径が大きくなるテーパ形状を有し、その基端部の径が複数の孔の径よりも大きく形成され、副基準ピンの先端部の径は、正基準ピンの先端部の径よりも小さく形成されていることが好ましい。

また、本発明に係る配電部材の固定構造において、複数のピンのテーパ形状は、それぞれのピンの周方向に設けられる複数のリブを用いて構成されることが好ましい。

また、本発明に係る配電部材の固定構造において、複数のピンは、配電部材に設けられ、複数の孔は、ステータに設けられることが好ましい。

また、本発明に係る配電部材の固定構造において、正基準ピンは、ステータに巻回される各相コイルの取り出し口であるコネクタ部に近接して設けられることが好ましい。

上記構成により、周方向に予め定められた配置関係で設けられる複数のピンと、複数のピンにそれぞれ嵌合する複数の孔とを備え、それぞれのピンとそのピンと対応関係にある孔を１組の嵌合組とした場合にそれぞれの嵌合組の締め代がそれぞれ異なる値となり、締め代の大きい嵌合組の圧入によって位置決めを行うことができる。したがって、全ての嵌合組の締め代が同じ場合に比べて、容易にバスバーの配置を行う配電部材とステータ、つまり、バスバーとステータとの位置決めを行うことができる。

上記構成により、対応する孔との嵌合組の締め代の大きい副基準ピンの数が、対応する孔との嵌合組の締め代の小さい正基準ピンの数よりも多い。したがって、締め代の大きい嵌合組によって位置決めが行われていることから、位置決め精度を向上させることができる。

上記構成により、複数の孔は、同一の径であり、複数のピンは、その先端部の径が複数の孔の径よりも小さく形成され、基端部に向けて次第に径が大きくなるテーパ形状を有し、その基端部の径が複数の孔の径よりも大きく形成され、副基準ピンの先端部の径は、正基準ピンの先端部の径よりも小さく形成されている。したがって、径の小さい副基準ピンの数が多いため、容易に挿入初期の位置決めを行うことができる。

以下に、図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。なお、以下では、正基準ピンが１つで副基準ピンが２つであるものとして説明するが、正基準ピンの数が副基準ピンの数より小さければよく、上記の数に限定されない。

図１は、配電部材の固定構造１０を示す図である。ステータに設けられる孔とそれに対応する環状の配電部材に設けられるピンを１組の嵌合組とし、図１には、その嵌合組に対応する正基準嵌合部３０と副基準嵌合部４０，５０が示されている。図２，図３は、図１における正基準嵌合部３０、副基準嵌合部４０の上面図である。図４，図５は、図２，図３におけるＤ−Ｄ断面図、Ｅ−Ｅ断面図である。配電部材の固定構造１０は、ステータと環状の配電部材との固定構造である。配電部材の固定構造１０は、バスバー保持部１４と、接続コネクタ部１２と、正基準嵌合部３０と、副基準嵌合部４０，５０とを含んで構成される。

バスバー保持部１４は、複数の接続バスバーが相互に絶縁されるために挿入可能である円環状形状の保持溝を有する部材である。バスバー保持部１４は、例えば、３相回転電機の場合に、各相および中性点に対応して４つの円環状の溝を有している。

接続コネクタ部１２は、３相回転電機を駆動するための交流電力をそれぞれステータに巻回されるＵ相、Ｖ相、Ｗ相コイルに供給するための接続部である。接続コネクタ部１２は、バスバー保持部１４の外周側の一部に設けられ、外径方向に向かって突出するコネクタである。

正基準嵌合部３０は、正基準ピン部３２と、正基準リブ部３６と、孔部２０を含んで構成される。正基準嵌合部３０は、接続コネクタ部１２に近接するように配置される。

正基準ピン部３２は、バスバー保持部１４に設けられる突起部であって、先端部から基端部に向けて断面積が大きくなるテーパ形状を有する突起部である。正基準ピン部３２は、図２においては、その先端部が円形であって、図４におけるＤ−Ｄ断面図においては、正基準ピン部３２は、略台形形状である。正基準ピン部３２は、ステータとバスバー保持部１４を固定する場合に、その先端部から後述する孔部２０に挿入されていく。

正基準リブ部３６は、バスバー保持部１４に設けられる略三角錐の形状を有し、図２に示されるように、正基準ピン部３２において、上面視の周方向に９０度ずつ間隔を置いて配置される。正基準リブ部３６において図２に示される上面視の断面積は、先端部から基端部に向けて大きくなり、先端部側では、後述する孔部２０の孔の面積よりも小さいが、基端部側では、孔の面積よりも大きい。

孔部２０は、ステータの周方向に１２０度ずつ間隔を置いて設けられる貫通孔である。なお、孔部２０の孔の直径はｒである。孔部２０は、正基準ピン部３２と後述する副基準ピン部４２および副基準嵌合部５０の副基準ピン部と、それぞれ嵌合う位置に配置されている。

副基準嵌合部４０は、副基準ピン部４２と、副基準リブ部４６と、孔部２０とを含んで構成される。副基準嵌合部４０，５０は、正基準嵌合部３０を基準として、バスバー保持部１４の周方向に１２０度ずつ間隔を置いて配置される。したがって、上記のように、正基準ピン部３２と副基準ピン部４２と副基準嵌合部５０の副基準ピン部は、ステータの周方向に１２０度ずつ間隔を置いて配置される孔部２０とそれぞれ嵌合うことが可能である位置に配置される。以下、副基準嵌合部４０と副基準嵌合部５０は、同じ構成であるので、副基準嵌合部４０について説明し、副基準嵌合部５０の説明は省略する。

副基準ピン部４２は、正基準ピン部３２と同様に、バスバー保持部１４に設けられる突起部であって、先端部から基端部に向けて断面積が大きくなるテーパ形状を有する突起部である。副基準ピン部４２は、図３においては、その先端が円形であって、図５におけるＥ−Ｅ断面図では、副基準ピン部４２は、略台形形状である。副基準ピン部４２は、ステータとバスバー保持部１４を固定する場合に、その先端部から孔部２０に挿入されていく。

副基準リブ部４６は、正基準リブ部３６と同様に、バスバー保持部１４に設けられる略三角錐の形状を有し、図３に示されるように、副基準ピン部４２において、上面視の周方向に９０度ずつ間隔を置いて配置される。副基準リブ部４６において図３に示される上面視の断面積は、先端部から基端部に向けて大きくなり、先端部側では、孔部２０の孔の面積よりも小さいが、基端部側では、孔の面積よりも大きい。

ここで、正基準嵌合部３０と副基準嵌合部４０の比較を行うと、正基準ピン部３２と副基準ピン部４２の先端部の直径は、図２，図３に示されるように、それぞれｄ１とｄ３となる（ｄ１＞ｄ３）。また、正基準リブ部３６と副基準リブ部４６を含めた基端部の長さは、それぞれ、図２，図３に示されるようにｄ２とｄ４となる（ｄ４＞ｄ２）となる。なお、孔部２０の直径は上記のようにｒであり、長さｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４と比較すると、それぞれｄ４＞ｄ２＞ｒ＞ｄ１＞ｄ３となる。したがって、図４，図５に示されるように、正基準嵌合部３０の締め代である正基準締め代ｔ１と、副基準嵌合部４０の締め代である副基準締め代ｔ２とを比較すると、ｔ２＞ｔ１の関係となる。

上記構成の作用について説明する。回転電機の組み立て工程として、ステータに設けられた孔部２０に、環状の配電部材であるバスバー保持部１４の正基準ピン部３２と副基準ピン部４２と副基準嵌合部５０の副基準ピン部の挿入を開始してから、正基準リブ部３６と副基準リブ部４６と副基準嵌合部５０の副基準リブ部を圧入して、バスバー保持部１４とステータとを固定する必要がある。ここで、上記のように、孔部２０の孔の直径（ｒ）＞正基準ピン部３２の先端部（ｄ１）＞副基準ピン部４２の先端部（ｄ３）の関係にあるため、挿入初期は、容易にルーズ挿入することができ、つまり、初期段階の位置決めを容易に行うことができる。

また、正基準リブ部３６と副基準リブ部４６と副基準嵌合部５０の副基準リブ部が圧入されると、正基準嵌合部３０の締め代である正基準締め代ｔ１と、副基準嵌合部４０の締め代である副基準締め代ｔ２（副基準嵌合部５０の締め代も同じｔ２となる）とを比較するとｔ２＞ｔ１の関係となるから、締め代の大きい副基準嵌合部４０，５０によって位置決めを行うことができる。また、副基準嵌合部４０，５０の数は、正基準嵌合部３０の数よりも多いため、締め代の大きい副基準嵌合部４０，５０が支配的となり、バスバー保持部１４とステータとの位置決めの精度を向上することができる。

また、副基準嵌合部４０，５０の数は、正基準嵌合部３０の数に比べて多いことから、挿入完了時には、締め代の大きい副基準嵌合部４０，５０によって、しっかりとステータとバスバー保持部１４とを固定することができる。このように、ピンの数が多い副基準嵌合部４０，５０の締め代を大きく設定することにより、回転電機の組み付け時に、バスバー保持部１４の浮き上がりを抑制することができる。

上記では、正基準リブ部３６、副基準リブ部４６と、副基準嵌合部５０の副基準リブ部とを用いてテーパ形状を形成していることから、リブを用いずにテーパ形状を形成する場合に比べ断面積を小さくすることができ、組付嵌合荷重を低減することができる。

また、副基準ピン部４２の先端部（ｄ３）＜正基準ピン部３２の先端部（ｄ１）の関係であり、正基準嵌合部３０を接続コネクタ部１２の近傍に配置している。したがって、接続コネクタ部１２の近傍の組み付け時のがたつきを抑制することができる。

本発明の実施の形態に係る配電部材の固定構造を示す図である。図１における正基準嵌合部の上面図である。図１における副基準嵌合部の上面図である。図２におけるＤ−Ｄ断面図である。図３におけるＥ−Ｅ断面図である。

符号の説明

１０固定構造、１２接続コネクタ部、１４バスバー保持部、２０孔部、３０正基準嵌合部、３２正基準ピン部、３４正基準溝部、３６正基準リブ部、４０，５０副基準嵌合部、４２副基準ピン部、４４副基準溝部、４６副基準リブ部。

Claims

環状の配電部材またはステータのいずれか一方に周方向に予め定められた配置関係で設けられ、先端部から基端部に向けて断面積が大きくなる正基準ピンと、先端部から基端部に向けて断面積が大きくなり、正基準ピンの先端部の径の大きさよりも小さい径の先端部を有する副基準ピンとを含む複数のピンと、
環状の配電部材またはステータのいずれか他方に複数のピンにそれぞれ嵌合する複数の孔と、
を備え、
正基準ピンと正基準ピンと対応関係にある正基準ピン用孔との嵌合により形成される正基準ピン側締め代に比べ、副基準ピンと対応関係にある副基準ピン用孔との嵌合により形成される副基準ピン側締め代が大きい、
ことを特徴とする配電部材の固定構造。
請求項１に記載の配電部材の固定構造において、
副基準ピンの数は、正基準ピンに比べて多いことを特徴とする配電部材の固定構造。
請求項２に記載の配電部材の固定構造において、
複数の孔は、同一の径であり、
複数のピンは、その先端部の径が複数の孔の径よりも小さく形成され、基端部に向けて次第に径が大きくなるテーパ形状を有し、その基端部の径が複数の孔の径よりも大きく形成され、
副基準ピンの先端部の径は、正基準ピンの先端部の径よりも小さく形成されていることを特徴とする配電部材の固定構造。
請求項３に記載の配電部材の固定構造において、
複数のピンのテーパ形状は、
それぞれのピンの周方向に設けられる複数のリブを用いて構成されることを特徴とする配電部材の固定構造。
請求項１から請求項４のいずれか１に記載の配電部材の固定構造において、
複数のピンは、配電部材に設けられ、
複数の孔は、ステータに設けられることを特徴とする配電部材の固定構造。
請求項２から請求項５のいずれか１に記載の配電部材の固定構造において、
正基準ピンは、
ステータに巻回される各相コイルの取り出し口であるコネクタ部に近接して設けられることを特徴とする配電部材の固定構造。