JP7120251B2 - バスバーユニットおよびモータ - Google Patents
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Description
本発明は、バスバーユニットおよびモータに関する。
特許文献1には、従来から知られるバスバーユニットが開示されている。このバスバーユニットは、複数のバスバーを備えている。また、バスバーは、外部装置と接続する端子(外部接続端子)とステータから引き出されたコイル線に接続する接続部(コイル線接続部)とを有する。
外部接続端子は、制御装置との電気的な接続を安定させるため寸法のバラつきが抑えられることが求められる。しかしながら、従来の外部接続端子は、長尺に延びるバスバーの一端に設けられるため、寸法バラつきを抑制することが困難であった。
本発明の一態様は、外部接続端子とバスバーとを別体とすることで外部接続端子の寸法バラつきを抑制できるバスバーユニットを提供することを目的の一つとする。
本発明の一態様のバスバーユニットは、モータに設けられるバスバーユニットであって、上下方向に延びる中心軸周りに環状に配置されるステータの上側に位置する複数のバスバーと、軸方向に沿って延びる外部接続端子と、を備える。前記バスバーには、軸方向に貫通する挿入孔が設けられる。前記外部接続端子は、前記挿入孔に挿入される。
本発明の一態様によれば、外部接続端子とバスバーとを別体とすることで外部接続端子の寸法バラつきを抑制できるバスバーユニットが提供される。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るバスバーユニットおよびモータについて説明する。なお、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。
各図には、適宜Z軸を示す。各図のZ軸方向は、図1に示す中心軸Jと平行な方向とする。また、以下の説明においては、Z軸方向の正の側(+Z側)を「上側」と呼び、Z軸方向の負の側(-Z側)を「下側」と呼ぶ。なお、上側および下側とは、単に説明のために用いられる方向であって、実際の位置関係や方向を限定しない。また、特に断りのない限り、中心軸Jに平行な方向(Z軸方向)を単に「軸方向」又は「上下方向」と呼び、中心軸Jを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Jを中心とする周方向、すなわち、中心軸Jの軸周りを単に「周方向」と呼ぶ。さらに、以下の説明において、「平面視」とは、軸方向から見た状態を意味する。
<モータ> 図1は、モータ1の断面模式図である。 モータ1には、制御装置(外部装置)9が接続される。制御装置9は、制御端子9aを介してモータ1に電源を供給するとともに、モータ1の回転を制御する。
モータ1は、ロータ3と、ステータ4と、ハウジング2と、ベアリングホルダ5と、上側ベアリング6Aと、下側ベアリング6Bと、中性点バスバーユニット10と、相用バスバーユニット(バスバーユニット)20と、を備える。
ロータ3は、上下方向に延びる中心軸J周りに回転する。ロータ3は、シャフト3aと、ロータコア3bと、ロータマグネット3cと、を有する。シャフト3aは、上下方向(軸方向)に延びる中心軸Jを中心として、中心軸Jに沿って配置される。シャフト3aは、上側ベアリング6Aと下側ベアリング6Bとによって、中心軸Jの軸周りに回転可能に支持される。ロータコア3bは、シャフト3aの外周面に固定される。ロータマグネット3cは、ロータコア3bの外周面に固定される。
ハウジング2は、上側(+Z側)に開口する筒状である。ハウジング2は、ロータ3、ステータ4およびベアリングホルダ5を収容する。ハウジング2は、筒部2aと底部2bとを有する。筒部2aは、ステータ4を径方向外側から囲む。底部2bは、筒部2aの下端に位置する。底部2bの平面視中央には、下側ベアリング6Bを保持する下側ベアリング保持部2cが設けられる。
ベアリングホルダ5は、ステータ4の上側に位置する。また、ベアリングホルダ5は、軸方向において相用バスバーユニット20と中性点バスバーユニット10との間に位置する。すなわち、ベアリングホルダ5は、軸方向において相用バスバーユニット20とステータ4の間に位置する。ベアリングホルダ5は、金属製である。ベアリングホルダ5は、ハウジング2の内周面に保持される。ベアリングホルダ5は、上側ベアリング6Aを保持する。
ベアリングホルダ5は、上側ベアリング保持部5aを有する。上側ベアリング保持部5aは、上側ベアリング6Aを保持する。上側ベアリング保持部5aは、ベアリングホルダ5の平面視中央に位置する。上側ベアリング保持部5aは、中心軸Jを中心として軸方向に延びる保持筒部5aaと、保持筒部5aaの上端から径方向内側に延びる上端突出部5abと、を有する。上端突出部5abは、上側ベアリング6Aを上下方向に位置決めする。上端突出部5abの平面視中央には、軸方向に貫通する孔部5cが設けられる。孔部5cは、内側にシャフト3aを通過させる。
ベアリングホルダ5には、上下方向に貫通するコイル線通過孔5d、位置決め孔部5eが設けられる。コイル線通過孔5dは、コイル7から引き出されて相用バスバーユニット20に接続されるコイル線7aを通過させる。位置決め孔部5eには、相用バスバーユニット20から下側に延びる位置決め凸部39が挿入される。
ステータ4は、中心軸J周りに環状に配置される。ステータ4は、ロータ3と隙間を介して径方向に対向する。ステータ4は、ロータ3の径方向外側を囲む。ステータ4は、ハウジング2の内周面に固定される。ステータ4は、環状のステータコア4aと、ステータコア4aに上下方向から装着された一対のインシュレータ4bと、インシュレータ4bを介してステータコア4aに巻き回されるコイル7と、を有する。
本実施形態の複数のコイル7は、複数系統(本実施形態では2系統)の三相回路を構成する。それぞれの系統において、U相、V相およびW相のコイル7は、Y結線される。本実施形態のステータ4には、12個のコイル7が設けられる。それぞれのコイル7からは、それぞれコイル線7aが延び出る。12本のコイル線7aのうち、6本のコイル線7aは、相用バスバーユニット20の相用バスバー21に接続される。また、他の6本のコイル線7aは、中性点バスバーユニット10の中性点バスバー11に接続される。
中性点バスバーユニット10は、ステータ4の上側に位置する。中性点バスバーユニット10は、中性点バスバーホルダ12と、複数(本実施形態では2つ)の中性点バスバー11と、を有する。中性点バスバーホルダ12は、中性点バスバー11を保持する。本実施形態において、中性点バスバーユニット10には、一対の中性点バスバー11が設けられる。
中性点バスバーホルダ12は、中心軸Jと直交する平面に沿って延びる。中性点バスバーホルダ12は、脚部12aを有する。脚部12aは、軸方向に沿って下側に延びる。脚部12aの下端は、ステータコア4aの上面に接触する。また、中性点バスバーホルダ12は、サポート部12bを有する。サポート部12bは、軸方向に沿って上側に延びる。サポート部12bは、コイル線7aを囲み、ベアリングホルダ5のコイル線通過孔5dにコイル線7aが接触することを抑制する。
中性点バスバー11は、それぞれ3つのコイル線接続部11aを有する。中性点バスバー11は、コイル線接続部11aにおいて、コイル線7aと接続される。中性点バスバー11は、異なるコイル7から延び出るコイル線7a同士を結線して、三相回路の中性点を構成する。
(相用バスバーユニット) 相用バスバーユニット20は、ベアリングホルダ5の上側に位置する。相用バスバーユニット20は、ベアリングホルダ5の上側まで引き出されたコイル線7aと制御装置9との間に介在しこれらを電気的に接続するために設けられる。
図2は、相用バスバーユニット20の分解図である。 相用バスバーユニット20は、複数(本実施形態では6つ)の相用バスバー(バスバー)21と、複数(本実施形態では6つ)の外部接続端子27と、バスバーホルダ30と、一対のカバー部材41と、一対の端子受け部材45と、を有する。相用バスバー21、外部接続端子27、バスバーホルダ30、カバー部材41および端子受け部材45は、ステータ4の上側に位置する。
図3は、相用バスバー21およびバスバーホルダ30の平面図である。 相用バスバー21は、バスバー本体部22と、端子接続部23と、コイル線接続部24と、を有する。相用バスバー21は、板状であり、プレス加工によって成形される。相用バスバー21は、バスバー本体部22および端子接続部23において軸方向が板厚方向となるように加工されている。また、相用バスバー21は、コイル線接続部24において軸方向と直交する方向が板厚方向となるように加工されている。
相用バスバー21は、バスバー本体部22および端子接続部23においてバスバーホルダ30の内部に埋め込まれる。すなわち、バスバーホルダ30は、相用バスバー21を埋め込むインサート成形によって製造される。
バスバー本体部22は、軸方向と直交する平面に沿って線状に延びる。バスバー本体部22の一端には、端子接続部23接続される。また、バスバー本体部22の他端には、コイル線接続部24が接続される。
コイル線接続部24は、コイル線7aに接続される。コイル線接続部24は、コイル線7aを把持する。コイル線接続部24の平面視形状は、径方向外側に開口する略U字状である。
端子接続部23は、外部接続端子27を保持する。端子接続部23には、軸方向に貫通する挿入孔23aが設けられる。挿入孔23aには、下側から外部接続端子27が圧入される。これにより、相用バスバー21と外部接続端子27とが、機械的および電気的に接続される。
端子接続部23は、バスバー本体部22にレーザー溶接によって接続されていてもよい。この場合、端子接続部23とバスバー本体部22との境界部分には、レーザー溶接による溶接痕が残留する。端子接続部23をバスバー本体部22と別体とする場合には、複数の相用バスバー21において、端子接続部23を共通の金型でプレス成形することができる。結果と
して、端子接続部23の寸法バラつきを抑制でき、端子接続部23と外部接続端子27との接続の安定性を高めることができる。
して、端子接続部23の寸法バラつきを抑制でき、端子接続部23と外部接続端子27との接続の安定性を高めることができる。
相用バスバー21は、端子接続部23とバスバー本体部22との間に位置するクランク部を有していてもよい。クランク部は、端子接続部23とバスバー本体部22との軸方向の位置を異ならせるようにクランク状に屈曲して成型される。相用バスバー21にクランク部を設けることで、端子接続部23からバスバー本体部22側に伝わる応力を、クランク部の弾性変形により吸収することができる。
複数(本実施形態では6つ)の相用バスバー21は、第1バスバー群28および第2バスバー群29に分類される。第1バスバー群28および第2バスバー群29は、それぞれ複数(本実施形態では3つ)の相用バスバー21を含む。
第1バスバー群28および第2バスバー群29に属する相用バスバー21は、それぞれ異なる系統のコイル7に接続される。第1バスバー群28の3つの相用バスバー21に接続される3つのコイルは、1つの系統の三相回路を構成し、第2バスバー群29の3つの相用バスバー21に接続される3つのコイルは、他の系統の三相回路を構成する。第1バスバー群28および第2バスバー群29には、それぞれU相用バスバー、V相用バスバーおよびW相バスバーが含まれる。すなわち、第1バスバー群28および第2バスバー群29の3つの相用バスバー21は、それぞれU相、V相、W相のコイル7に接続される。
図3に示すように、第1バスバー群28の相用バスバー21と第2バスバー群29の相用バスバー21とは、中心軸Jを中心として点対象に配置されている。また、第1バスバー群28および第2バスバー群29において、同相の相用バスバー21同士は、同形状である。このため、相用バスバーユニット20において、部品点数を削減することができる。
バスバーホルダ30は、樹脂材料から構成される。バスバーホルダ30は、ステータの上側(軸方向一方側)に設けられる。バスバーホルダ30は、相用バスバー21を支持する。 バスバーホルダ30は、ホルダ本体部31と、筒状部33と、複数のリブ32と、位置決め凸部39と、を有する。
ホルダ本体部31は、中心軸Jと直交する平面に沿って延びる。ホルダ本体部31は、上側(軸方向一方側)を向く上面31aと、下側(軸方向他方側)を向く下面31bと、を有する(図2参照)。ホルダ本体部31には、相用バスバー21のバスバー本体部22および端子接続部23が埋め込まれる。これにより、ホルダ本体部31は、相用バスバー21を保持する。
ホルダ本体部31には、中心軸Jを中心とする中央孔35が設けられる。中央孔35は、軸方向に貫通する。中央孔35は、軸方向から見て円形である。中央孔35は、内側にシャフト3aを通過させる。
図3に示すように、ホルダ本体部31は、中央領域31Aと、一対の本体部埋込領域31Bと、一対の接続部埋込領域31Cと、に区画される。 中央領域31Aは、中央孔35を径方向外側から囲む。言い換えると、中央孔35は、中央領域31Aに位置する。
一対の本体部埋込領域31Bには、それぞれ相用バスバー21のバスバー本体部22が埋め込まれる。一対の本体部埋込領域31Bは、中央領域31Aの径方向外側に位置する。一対の本体部埋込領域31Bは、軸方向から見て中央領域31Aを挟んで互いに径方向の反対側に配置される。一対の本体部埋込領域31Bのうち、一方には第1バスバー群28に属する3つの相用バスバー21が埋め込まれ、他方には第2バスバー群29に属する3つの相用バスバー21が埋め込まれる。したがって、第1バスバー群28および第2バスバー群29は、軸方向から見て中央孔35を挟んで互いに径方向の反対側に配置される。
一対の接続部埋込領域31Cには、それぞれ相用バスバー21の端子接続部23が埋め込まれる。一対の接続部埋込領域31Cのうち一方は、一方の本体部埋込領域31Bの径方向外側に位置し、第1バスバー群28の3つの端子接続部23を埋め込む。一対の接続部埋込領域31Cのうち他方は、他方の本体部埋込領域31Bの径方向外側に位置し、第2バスバー群29の3つの端子接続部23を埋め込む。接続部埋込領域31Cには、端子接続部23の挿入孔23aおよびその近傍を上下方向に露出させる開口部38が設けられる。
図1に示すように、筒状部33は、中央孔35の周縁から軸方向に沿って延びる。本実施形態において、筒状部33は、下側に延びる。すなわち、筒状部33は、ホルダ本体部31の下面31bから下側に突出する。筒状部33の外周面は、軸方向から見て円形である。また、筒状部33の内周面は、軸方向からみて中央孔35の内周面と一致する。
筒状部33の外周面は、ベアリングホルダ5に設けられた孔部5cに嵌る。これにより、相用バスバーユニット20は、径方向に位置決めされる。
図1に示すように、リブ32は、ホルダ本体部31の下面(軸方向を向く一方の面)31bに設けられる。したがってリブ32は、ホルダ本体部31の下面31bから下側に突出する。図3に示すように、複数のリブ32は、筒状部33から径方向外側に放射状に延びる。
図1に示すように、位置決め凸部39は、ホルダ本体部31の下面(軸方向を向く一方の面)31bに設けられる。位置決め凸部39は、ホルダ本体部31の下面31bから下側(ステータ4側)に突出する。位置決め凸部39は、ベアリングホルダ5の位置決め孔部5eに嵌る。これにより、バスバーホルダ30は、周方向に位置決めされる。
図4は、ベアリングホルダ5に対するバスバーホルダ30の位置決め構造をより具体的に説明する模式図である。なお、図4において、ベアリングホルダ5に設けられるコイル線通過孔5dの図示を省略する。
図4に示すように、ベアリングホルダ5の中央に設けられた孔部5cには、バスバーホルダ30の筒状部33が嵌る。これにより、バスバーホルダ30は、ベアリングホルダ5に対して径方向に位置決めされる。
ベアリングホルダ5には、一対の位置決め孔部5eが設けられる。本実施形態において、位置決め孔部5eは、上下方向に貫通する。しかしながら、位置決め孔部5eは、上側に開口する孔部であれば、下側に開口していなくてもよい。
一対の位置決め孔部5eは、中心軸Jを中心として互いに対称な位置に配置されている。すなわち、一対の位置決め孔部5eは、周方向に沿って等間隔に配置されている。一対の位置決め孔部5eの一方には、位置決め凸部39が嵌る。
本実施形態によれば、バスバーホルダ30の位置決め凸部39は、一対の位置決め孔部5eの何れに挿入されていてもよい。このため、バスバーホルダ30をベアリングホルダ5に対して、180°回転させて組み付けることができる。結果的に、モータ1の組み立て時の相用バスバーユニット20のハンドリングを容易とし、組み立て工程を簡素化できる。 なお、本実施形態において、一対の位置決め孔部5eは、径方向に延びる長孔であってもよい。この場合、長孔は、周方向一方側の側面と他方側の側面において、位置決め凸部39に接触する。
図2に示すように、外部接続端子27は、軸方向に沿って延びる。外部接続端子27は、板材を板厚方向に打ち抜き加工することで成形される。外部接続端子27は、相用バスバー21の端子接続部23に設けられた挿入孔23aに挿入される。本実施形態の外部接続端子27には、上端部から下側に向かって延びるスリット27aが設けられる。スリット27aには、制御装置9の制御端子9aが挿入される。これにより、制御装置9が外部接続端子27を介してモータ1に接続される。
本実施形態によれば、外部接続端子27と相用バスバー21とが別部材で構成される。このため、相用バスバー21が複雑な形状を有する場合であっても、板材からの取り数を増加させて、歩留まりを高めることができる。
また、本実施形態によれば、外部接続端子27と相用バスバー21とが別部材で構成されるため、それぞれの用途に適した材料を用いることができる。 本実施形態において、外部接続端子27と相用バスバー21とに求められる材料特性は、互いに異なる。外部接続端子27は、制御装置9と接続する際に制御装置9から軸方向に向かう応力を受けるため、座屈し難い高剛性な材料で構成されることが好ましい。一方で、相用バスバー21は、複雑な形状を有するため、プレスによる打ち抜き応力および曲げ応力が小さくなるよう低剛性の材料で構成されることが好ましい。本実施形態によれば、外部接続端子27と相用バスバー21とが別部材で構成されるため、各部に求められる材料特性を満たしつつ、全体として安価に相用バスバーユニット20を製造できる。
本実施形態によれば、外部接続端子27と相用バスバー21とが別部材で構成されるため、外部接続端子27と相用バスバー21との板厚を互いに異ならせることができる。 外部接続端子27は、座屈を抑制するために板厚寸法を大きくすることが好ましい。一方で、相用バスバー21は、加工性を高めるために板厚寸法を小さくすることが好ましい。外部接続端子27と相用バスバー21とを単一の板材から加工する場合、全体の板厚寸法は、剛性が必要な部分の板厚寸法と同じとする必要があり、全体として製造コストが大きくなる。 本実施形態によれば、本実施形態によれば、外部接続端子27と相用バスバー21とが別部材で構成されるため、外部接続端子27と相用バスバー21とに求められる剛性を考慮し、外部接続端子27と相用バスバー21との板厚を個別に設定できる。このため、単一の板材から加工する場合と比較して外部接続27および相用バスバー21を安価に製造できる。
本実施形態によれば、外部接続端子27と相用バスバー21とが別部材で構成されるため、複数の外部接続端子27を同一の金型で製造することができる。このため、外部接続端子27の寸法バラつきを安定させることができる。外部接続端子27は、スリット27aに制御装置9の制御端子9aが挿入されることで制御装置9と電気的に接続される。外部接続端子27の寸法バラつきを安定させることで、外部接続端子27と制御装置9との電気的な接続の安定性を高めることができる。
本実施形態によれば、外部接続端子27は、相用バスバー21の挿入孔23aに挿入される。このため、相用バスバー21に外部接続端子27を組み付ける工程を簡素化することができる。また、本実施形態によれば、外部接続端子27は、挿入孔23aに圧入される。このため、圧入工程のみで外部接続端子27と相用バスバー21とを電気的に接続することができ、製造工程を簡素化できる。 なお、外部接続端子27を挿入孔23aに挿入した後に、レーザー溶接などの溶接加工を施し、外部接続端子27と相用バスバー21とを接合してもよい。
図5は、図3の領域Vの拡大図である。図5において、挿入孔23aに挿入される外部接続端子27を仮想線(二点鎖線)により図示する。 図5に示すように、外部接続端子27は、板厚方向を向く一対の第1面27cと、板幅方向を向く一対の第2面27dと、を有する。第1面27cと第2面27dとの面方向は、互いに直交する。
外部接続端子27は、第2面27dにおいて挿入孔23aの内周面と接触する。一方で、外部接続端子27の第1面27cと挿入孔23aの内周面との間には、隙間が設けられる。
外部接続端子27は、板材を板厚方向に打ち抜き加工することで成形されるため、板幅方向の寸法精度を高めやすい一方で、板厚方向の寸法精度を管理することが困難である。すなわち、外部接続端子27は、一対の第2面27d同士の距離寸法の精度を高めやすく、一対の第1面27c同士の距離寸法の精度を高め難い。
本実施形態によれば、寸法管理が比較的容易な第2面27dが、挿入孔23aの内周面と接触するため、圧入後の外部接続端子27の保持力を
安定させることができる。一方で、寸法管理が比較的困難な第1面27cが、挿入孔23aの内周面と離間して配置されるため、第1面27cの寸法が圧入力に影響を与え難い。このため、挿入孔23aに対する外部接続端子27の圧入を安定して行うことができる。なお、本実施形態では、一対の第1面27cがともに挿入孔23aと離間して配置される。しかしながら、一対の第1面27cのうち少なくとも一方の面と挿入孔23aとの間に隙間が設けられていればよい。
安定させることができる。一方で、寸法管理が比較的困難な第1面27cが、挿入孔23aの内周面と離間して配置されるため、第1面27cの寸法が圧入力に影響を与え難い。このため、挿入孔23aに対する外部接続端子27の圧入を安定して行うことができる。なお、本実施形態では、一対の第1面27cがともに挿入孔23aと離間して配置される。しかしながら、一対の第1面27cのうち少なくとも一方の面と挿入孔23aとの間に隙間が設けられていればよい。
端子受け部材45は、軸方向と直交する平面に沿って延びる板状である。端子受け部材45は、ホルダ本体部31の下面31bに固定される。すなわち、端子受け部材45は、バスバーホルダ30の下側に位置しバスバーホルダ30に固定される。端子受け部材45は、ホルダ本体部31の接続部埋込領域31Cの下側に位置する。
端子受け部材45は、上側を向く面であるバックアップ面45aを有する。バックアップ面45aは、外部接続端子27の下端部と接触する。外部接続端子27は、制御装置9に接続される際に、制御装置9の制御端子9aから下側に向かう応力を受ける。端子受け部材45は、バックアップ面45aにおいて、外部接続端子27を下側から支持し、外部接続端子27が相用バスバー21の挿入孔23aから離脱することを抑制する。
バックアップ面45aには、複数の補強リブ45bが設けられる。補強リブ45bは、バックアップ面45aにおいて外部接続端子27の下端部と接触する領域を避けて配置される。補強リブ45bは、端子受け部材45を補強し剛性を高めるために設けられる。
端子受け部材45は、軸方向から見て回転対称形状である。このため、端子受け部材45を軸方向から見て180°回転させた場合であっても、バスバーホルダ30に組み付けることができる。すなわち、本実施形態によれば、相用バスバーユニット20の組み立て時の端子受け部材45のハンドリングを容易とし、組み立て工程を簡素化できる。
カバー部材41は、ホルダ本体部31の上面31aに固定される。すなわち、カバー部材41は、バスバーホルダ30の上側に位置しバスバーホルダ30に固定される。一対のカバー部材41は、ホルダ本体部31の接続部埋込領域31Cの上側に位置する。
カバー部材41は、3つの角筒部41aを有する。それぞれの角筒部41aの内側には、軸方向に沿って貫通する端子通過孔41bが設けられる。端子通過孔41bは、外部接続端子27を囲む。これにより、角筒部41aは、外部接続端子27を保護する。
(バスバーホルダ、端子受け部材およびカバー部材の固定構造) 次に、バスバーホルダ30、端子受け部材45およびカバー部材41を互いに固定する構造について説明する。 図6は、図2の領域VIの拡大図である。図7は、バスバーホルダ30、端子受け部材45およびカバー部材41の部分断面図である。
図6に示すように、バスバーホルダ30は、下側に突出する第1凸部51と、上側に突出する第2凸部52と、を有する。第1凸部51は、ホルダ本体部31の下面31bに設けられる。第2凸部52は、ホルダ本体部31の上面31aに設けられる。第1凸部51と第2凸部52とは、軸方向から見て重なる。
第1凸部51は、柱状部51aと、複数(本実施形態では4つ)のリブ(クラッシュリブ)51cと、を有する。柱状部51aは、上下方向に沿って円柱状に延びる。リブ51cは、柱状部51aの外周面から柱状部51aの径方向外側に向かって突出する。また、リブ51cは、柱状部51aの下端から上端まで上下方向に筋状に延びる。本実施形態においてリブ51cは、上下方向に細長い角柱状である。複数のリブ51cは、柱状部51aの周方向に沿って等間隔に配置される。
第2凸部52は、第1凸部51と略同形状である。すなわち、第2凸部52は、柱状部52aと、複数(本実施形態では4つ)のリブ(クラッシュリブ)52cと、を有する。第2凸部52において、柱状部52aおよびリブ52cは、第1凸部51と同様の構成を有する。
図7に示すように、端子受け部材45には、第1凸部51が挿入される第1凹部56が設けられる。第1凹部56は、端子受け部材45の上面において下側に向かって凹む。第1凹部56の開口には、第1凹部56の直径を大きくする段差部56aが設けられる。すなわち、第1凹部56は、段差部56aの上側において直径が大きくなる。本実施形態において、段差部56aは第1凹部56の開口端に向かうに従い直径を大きくするテーパ形状である。
第1凸部51は、第1凹部56に圧入される。図7において、二点鎖線で示す外形は、第1凹部56に圧入される前の第1凸部51のリブ51cの外形である。第1凸部51が第1凹部56に圧入された状態において、各リブ51cは、柱状部51aの径方向内側に向かって塑性変形および弾性変形した状態となる。したがって、リブ51cには、第1凹部56の内周面から柱状部51aに向かう向きに力が加えられる。このため、端子受け部材45をバスバーホルダ30に対して強固に固定できる。また、圧入工程のみによって端子受け部材45をバスバーホルダ30に組み付けることができるため、相用バスバーユニット20の組み立て工程を簡素化できる。
なお、本実施形態では、第1凸部51の外周面にリブ(クラッシュリブ)51cが設けられる場合について説明した。しかしながら、クラッシュリブは、第1凹部56の内周面に設けられていてもよい。すなわち、第1凸部51の外周面又は第1凹部56の内周面に、軸方向に沿って延びるクラッシュリブが設けられていればよい。
また、本実施形態では、バスバーホルダ30に第1凸部51が設けられ、端子受け部材45に第1凹部56が設けられる場合について説明した。しかしながら、端子受け部材45に第1凸部51が設けられ、バスバーホルダ30に第1凹部56が設けられていてもよい。すなわち、端子受け部材45およびバスバーホルダ30の何れか一方に第1凸部51が設けられ、他方に第1凹部56が設けられていればよい。
第1凸部51を第1凹部56に圧入すると、リブ51cの一部が削れて、バスバーホルダ30と端子受け部材45との間に挟み込まれる虞がある。削れたリブ51cの一部がバスバーホルダ30と端子受け部材45との間に挟み込まれると、バスバーホルダ30に対し端子受け部材45が浮き上がった状態となる。本実施形態によれば、第1凹部56の開口に段差部56aが設けられるため、削れたリブ51cの一部は、段差部56aの上側に収容される。したがって、本実施形態によれば、バスバーホルダ30に対し端子受け部材45が浮き上がることを抑制できる。また、削れたリブ51cの一部が、モータ1の内部に飛散することを抑制できる。
カバー部材41には、第2凸部52が挿入される第2凹部57が設けられる。第2凹部57は、第1凹部56と略同形状である。第2凹部57は、カバー部材41の下面において、上側に向かって凹む。第2凹部57の開口には、第2凹部57の直径を大きくする段差部57aが設けられる。本実施形態において、段差部57aは第2凹部57の開口端に向かうに従い直径を大きくするテーパ形状である。
第2凸部52は、第2凹部57に圧入される。第2凸部52が第2凹部57に圧入された状態において、各リブ52cは、柱状部52aの径方向内側に向かって塑性変形および弾性変形した状態となる。このため、カバー部材41をバスバーホルダ30に対して強固に固定できる。また、圧入工程のみによってカバー部材41をバスバーホルダ30に組み付けることができるため、相用バスバーユニット20の組み立て工程を簡素化できる。
なお、本実施形態では、第2凸部52の外周面にリブ(クラッシュリブ)52cが設けられる場合について説明した。しかしながら、クラッシュリブは、第2凹部57の内周面に設けられていてもよい。すなわち、第2凸部52の外周面又は第2凹部57の内周面に、軸方向に沿って延びるクラッシュリブが設けられていればよい。
また、本実施形態では、バスバーホルダ30に第2凸部52が設けられ、カバー部材41に第2凹部57が設けられる場合について説明した。しかしながら、カバー部材41およびバスバーホルダ30の何れか一方に第2凸部52が設けられ、他方に第2凹部57が設けられていればよい。
本実施形態によれば、第1凸部51と第2凸部52とが、軸方向から見て重なるため、第1凸部51を第1凹部56に圧入する工程および第2凸部52を第2凹部57に圧入する工程を、同時に行うことができる。このため、相用バスバーユニット20の組み立て工程のさらなる簡素化を実現できる。
また、本実施形態によれば、第2凹部57の開口に段差部57aが設けられるため、削れたリブ52cの一部は、段差部57aの下側に収容される。したがって、本実施形態によれば、バスバーホルダ30に対しカバー部材41が浮き上がることを抑制できる。また、削れたリブ52cの一部が、モータ1の内部に飛散することを抑制できる。
(変形例1) 次に、上述の実施形態に採用可能なバスバーホルダ130、端子受け部材145およびカバー部材141の固定構造の変形例1について説明する。 図8は、変形例1の固定構造を採用したバスバーホルダ130、端子受け部材145およびカバー部材141の部分断面図である。なお、上述の実施形態と同一態様の構成要素については、その説明を省略する。
端子受け部材145には、上側に突出する第1凸部151が設けられる。第1凸部151の外周面には、リブ(クラッシュリブ)151cが設けられる。 バスバーホルダ130には、第1凸部151が挿入される固定孔(第1凹部)156が設けられる。固定孔156は、軸方向に沿ってバスバーホルダ130を貫通する。固定孔156の下端の開口には、開口端において固定孔156の直径を大きくする段差部156aが設けられる。
第1凸部151は、固定孔156に圧入される。これにより、リブ151cが変形して、端子受け部材145をバスバーホルダ130に対して強固に固定できる。また、第1凸部151の圧入によって削れたリブ151cの一部は、固定孔156の段差部156aの下側に収容される。このため、リブ151cが端子受け部材145とバスバーホルダ130との組み付けに影響を及ぼすことを抑制できる。
バスバーホルダ130には、上側に突出する第2凸部152が設けられる。第2凸部152の外周面には、リブ(クラッシュリブ)152cが設けられる。第2凸部152は、第1凸部151と軸方向から見て重なる。 カバー部材141には、第2凸部152が挿入される第2凹部157が設けられる。第2凹部157は、カバー部材141の下面から上側に向かって凹む。第2凹部157の下端の開口には、開口端において第2凹部157の直径を大きくする段差部157aが設けられる。
第2凸部152は、第2凹部157に圧入される。これにより、リブ152cが変形して、カバー部材141をバスバーホルダ130に対して強固に固定できる。また、第2凸部152の圧入によって削れたリブ152cの一部は、第2凹部157の段差部157aの下側に収容される。このため、リブ152cがカバー部材141とバスバーホルダ130との組み付けに影響を及ぼすことを抑制できる。
なお、本変形例では、第1凸部151と固定孔156との関係および第2凸部152と第2凹部157との関係において、凸部の外周面にリブ(クラッシュリブ)が設けられる場合について説明した。しかしながらクラッシュリブは、凹部の内周面に設けられていてもよい。
(変形例2) 上述の実施形態に採用可能なバスバーホルダ230、端子受け部材245およびカバー部材241の固定構造の変形例2について説明する。 図9は、変形例2の固定構造を採用したバスバーホルダ230、端子受け部材245およびカバー部材241の部分断面図である。なお、上述の実施形態と同一態様の構成要素については、その説明を省略する。
端子受け部材245には、上側に突出する凸部253が設けられる。凸部253は、大径部254と、小径部255と、を有する。大径部254と小径部255とは、軸方向に沿って並ぶ。大径部254は、凸部253
の根元側の領域に位置する。小径部255は、大径部254の先端に位置する。小径部255は、大径部254より直径が小さい。すなわち、凸部253は、根元側が太く先端側が細い段付きの突起である。 大径部254の外周面には、リブ(クラッシュリブ)254cが設けられる。同様に、小径部255の外周面には、リブ(クラッシュリブ)255cが設けられる。
の根元側の領域に位置する。小径部255は、大径部254の先端に位置する。小径部255は、大径部254より直径が小さい。すなわち、凸部253は、根元側が太く先端側が細い段付きの突起である。 大径部254の外周面には、リブ(クラッシュリブ)254cが設けられる。同様に、小径部255の外周面には、リブ(クラッシュリブ)255cが設けられる。
バスバーホルダ230には、軸方向に貫通し大径部254が挿入される貫通孔258が設けられる。貫通孔258の下端の開口には、開口端において貫通孔258の直径を大きくする段差部258aが設けられる。
カバー部材241には、小径部255が挿入される凹部259が設けられる。凹部259は、カバー部材241の下面から上側に向かって凹む。凹部259の下端の開口には、開口端において凹部259の直径を大きくする段差部259aが設けられる。
凸部253は、小径部255において凹部259に圧入され、大径部254において貫通孔258に圧入される。これにより、リブ254c、255cが変形し、端子受け部材245およびカバー部材241をバスバーホルダ230に対して強固に固定できる。また、圧入によって削れたリブ254c、255cの一部は、それぞれ段差部258a、259aの下側に収容される。このため、圧入によって削れたリブ254c、255cの一部が、バスバーホルダ230に対する端子受け部材245およびカバー部材241の組み付けに影響を及ぼすことを抑制できる。
なお、本変形例では、大径部254および小径部255の外周面にリブ(クラッシュリブ)が設けられる場合について説明した。しかしながら、大径部254の外周面又は貫通孔258の内周面にクラッシュリブが設けられていればよい。同様に、小径部255の外周面又は凹部259の内周面にクラッシュリブが設けられていればよい。
また、本変形例では、端子受け部材245に凸部253が設けられ、カバー部材241に凹部259が設けられる場合について説明した。しかしながら、端子受け部材245およびカバー部材241の何れか一方に、凸部253が設けられ、他方に凹部259が設けられていればよい。
(変形例3) 次に、上述の実施形態に採用可能な端子受け部材345の変形例3について説明する。 図10は、変形例3の端子受け部材345の部分断面図である。図10において、端子受け部材345に支持される3つの外部接続端子27を二点鎖線で示す。なお、上述の実施形態と同一態様の構成要素については、その説明を省略する。
図10に示すように、3つの外部接続端子27は軸方向から見て並んで配置される。ここで、軸方向から見て、3つの外部接続端子27のうち、両端に配置される一対の外部接続端子27を第1の外部接続端子27Aとする。また、3つの外部接続端子27のうち、第1の外部接続端子27Aの間に配置される1つの外部接続端子27を第2の外部接続端子27Bとする。軸方向から見て、第2の外部接続端子27Bは、一対の第1の外部接続端子27Aを結ぶ仮想直線VLに対し仮想直線VLと直交する方向にずれて配置される。
端子受け部材345は、一対の第1の外部接続端子27Aおよび1つの第2の外部接続端子27Bを下側から支持する。端子受け部材345は、軸方向から見て回転対称形状である。
端子受け部材345は、上側を向く上面345aを有する。上面345aには、凹部346が設けられる。凹部346は、上面345aにおいて下側に向かって凹む。凹部346は、上側を向く底面347を有する。底面347は、軸方向と直交する平面に沿って延びる。
本変形例によれば、端子受け部材345の上面345aに凹部346が設けられることで、端子受け部材345に凹部346を囲むように肉厚部分が設けられる。よって、端子受け部材345の剛性を高めることができる。
凹部346の底面347は、仮想直線VLを長手方向として仮想直線VLに沿って延びる。凹部346の底面347は、軸方向から見て仮想直線VLを基準として左右対称形状である。
底面347は、一対の両端領域347aと1つの中間領域347bとを有する。一対の両端領域347aと1つの中間領域347bとは、連続する平面である。中間領域347bは、一対の両端領域347aの間に位置する。一方の両端領域347aと中間領域347bと他方の両端領域347aとは、仮想直線VLに沿ってこの順で並ぶ。中間領域347bは、一対の両端領域347aに対して幅広である。より具体的には、中間領域347bの仮想直線VLと直交する方向の幅寸法は、一対の両端領域347aの仮想直線VLと直交する方向の幅寸法より大きい。 なお、本明細書において、底面347の幅方向とは、仮想直線VLと直交する方向を意味する。
底面347は、一対の両端領域347aにおいてそれぞれ第1の外部接続端子27Aの下端と接触する。また、底面347は、中間領域347bにおいて第2の外部接続端子27Bの下端と接触する。第2の外部接続端子27Bの下端は、中間領域347bにおいて底面347の幅方向一方側に偏って配置される。
本変形例によれば、中間領域347bが両端領域347aに対して幅広であるため、端子受け部材345を軸方向から見て180°回転させた場合であっても、中間領域347bに第2の外部接続端子27Bの下端を安定して接触させることができる。すなわち、本実施形態によれば、相用バスバーユニット20の組み立て時の端子受け部材345のハンドリングを容易とし、組み立て工程を簡素化できる。
(変形例4) 次に、上述の実施形態に採用可能なバスバーホルダ430の位置決め構造の変形例4について図11を基に説明する。
図11に示すように、ベアリングホルダ405の中央に設けられた孔部5cには、バスバーホルダ430の筒状部33が嵌る。よって、バスバーホルダ430は、ベアリングホルダ405に対して径方向に位置決めされる。
本変形例のベアリングホルダ405には、位置決め孔部405eと退避孔部405fとが設けられる。本変形例において位置決め孔部405eおよび退避孔部405fは、軸方向から見て円形である。また、退避孔部405fの直径は、位置決め孔部405eの直径より大きい。本変形例において、位置決め孔部405eおよび退避孔部405fは、上下方向に貫通する。しかしながら、位置決め孔部405eおよび退避孔部405fは、上側に開口する孔部であれば、下側に開口していなくてもよい。
位置決め孔部405eおよび退避孔部405fは、中心軸Jを中心として互いに対称な位置に配置される。すなわち、位置決め孔部405eおよび退避孔部405fは、周方向に沿って等間隔に配置されている。
本変形例のバスバーホルダ430は、一対の位置決め凸部439を有する。一対の位置決め凸部439は、バスバーホルダ430から下側(ステータ4側)に突出する。一対の位置決め凸部439は、円柱形状である。また、一対の位置決め凸部439は、互いに同形状である。一対の位置決め凸部439は、中心軸Jを中心として互いに対称な位置に配置される。
一対の位置決め凸部439のうち一方は、位置決め孔部405eに嵌る。これにより、バスバーホルダ430がベアリングホルダ405に対し周方向に位置決めされる。また、一対の位置決め凸部439のうち他方は、退避孔部405fに挿入される。退避孔部405fに挿入された位置決め凸部439と退避孔部405fの内周面との間には、隙間が設けられる。このため、退避孔部405fに挿入された位置決め凸部439は、バスバーホルダ430の位置決めに影響を及ぼさない。
本変形例によれば、一対の位置決め凸部439の一方が位置決め孔部405eに嵌り、他方が退避孔部405fに挿入される。このため、バスバーホルダ430をベアリングホルダ405に対して、180°回転させて組み付けることができる。結果的に、モータ1の組み立て時の相用バスバーユニット20のハンドリングを容易とし、組み立て工程を簡素化できる。 なお、本変形例において、一対の位置決め孔部405eは、径方向に延びる長孔であってもよい。この場合、長孔は、周方向一方側の側面と他方側の側面において、位置決め凸部439に接触する。
(変形例5) 次に、上述の実施形態に採用可能なバスバーホルダ530の位置決め構造の変形例5について図12を基に説明する。
本変形例のベアリングホルダ505には、位置決め孔部505eと長孔位置決め孔部505gとが設けられる。位置決め孔部505eは、軸方向から見て円形である。一方で、長孔位置決め孔部505gは、径方向に延びる長孔状である。本変形例において、位置決め孔部505eおよび長孔位置決め孔部505gは、上下方向に貫通する。しかしながら、位置決め孔部505eおよび長孔位置決め孔部505gは、上側に開口する孔部であれば、下側に開口していなくてもよい。
位置決め孔部505eおよび長孔位置決め孔部505gは、中心軸Jを中心として互いに対称な位置に配置される。すなわち、位置決め孔部505eおよび長孔位置決め孔部505gは、周方向に沿って等間隔に配置される。
本変形例のバスバーホルダ530は、一対の位置決め凸部539を有する。一対の位置決め凸部539は、バスバーホルダ530から下側(ステータ4側)に突出する。一対の位置決め凸部539は、円柱形状である。また、一対の位置決め凸部539は、互いに同形状である。一対の位置決め凸部539は、中心軸Jを中心として互いに対称な位置に配置される。
一対の位置決め凸部539のうち一方は、位置決め孔部505eに嵌る。位置決め凸部539の外周面は、全周において位置決め孔部505eに接触する。また、一対の位置決め凸部539のうち他方は、長孔位置決め孔部505gに嵌る。位置決め凸部539は、長孔位置決め孔部505gの周方向一方側の側面および他方側の側面に接触する。
本変形例によれば、一対の位置決め凸部539の一方が位置決め孔部505eに嵌り、他方が長孔位置決め孔部505gに嵌る。これにより、ベアリングホルダ505に対してバスバーホルダ530を径方向および周方向に位置決めできる。また、バスバーホルダ530をベアリングホルダ505に対して、180°回転させて組み付けることができる。結果的に、モータ1の組み立て時の相用バスバーユニット20のハンドリングを容易とし、組み立て工程を簡素化できる。
以上に、本発明の一実施形態を説明したが、一実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。
Claims (17)
- モータに設けられるバスバーユニットであって、
上下方向に延びる中心軸周りに環状に配置されるステータの上側に位置する複数のバスバーと、
軸方向に沿って延びる外部接続端子と、を備え、
前記バスバーには、軸方向に貫通する挿入孔が設けられ、
前記外部接続端子は、前記挿入孔に挿入される、
バスバーユニット。 - 前記外部接続端子は、板状であり前記挿入孔に圧入され、
前記外部接続端子は、板幅方向を向く面において前記挿入孔の内周面と接触し、
前記外部接続端子の板厚方向の少なくとも一方の面と前記挿入孔の内周面との間には、隙間が設けられる、請求項1に記載のバスバーユニット。 - 前記バスバーを支持するバスバーホルダと、
前記バスバーホルダの下側に位置し前記バスバーホルダに固定される端子受け部材を備え、
前記端子受け部材は、前記外部接続端子を下側から支持する、請求項1又は2に記載のバスバーユニット。 - 前記端子受け部材および前記バスバーホルダの何れか一方には、軸方向に突出する第1凸部が設けられ、他方には、前記第1凸部が挿入される第1凹部が設けられ、
前記第1凸部の外周面又は前記第1凹部の内周面には、軸方向に沿って延びるクラッシュリブが設けられる、請求項3に記載のバスバーユニット。 - 前記第1凹部の開口には、前記第1凹部の直径を大きくする段差部が設けられる、請求項4に記載のバスバーユニット。
- 前記バスバーホルダの上側に位置し前記バスバーホルダに固定されるカバー部材を備え、
前記バスバーホルダおよび前記カバー部材の何れか一方には、軸方向に突出する第2凸部が設けられ、他方には、前記第2凸部が挿入される第2凹部が設けられ、
前記第2凸部の外周面又は前記第2凹部の内周面には、軸方向に沿って延びるクラッシュリブが設けられる、請求項4又は5に記載のバスバーユニット。 - 前記第1凸部と前記第2凸部とは、軸方向から見て重なる、請求項6に記載のバスバーユニット。
- 前記第2凹部の開口には、前記第2凹部の直径を大きくする段差部が設けられる、請求項6又は7に記載のバスバーユニット。
- 前記バスバーホルダの上側に位置し前記バスバーホルダに固定されるカバー部材を備え、
前記端子受け部材および前記カバー部材の何れか一方には、軸方向に突出する凸部が設けられ、他方には、凹部が設けられ、
前記凸部は、大径部と、前記大径部の先端に位置し前記大径部より直径が小さい小径部と、を有し、
前記バスバーホルダには、軸方向に貫通し前記大径部が挿入される貫通孔が設けられ、
前記凹部には、前記小径部が挿入され、
前記大径部の外周面又は前記貫通孔の内周面には、軸方向に沿って延びるクラッシュリブが設けられ、
前記小径部の外周面又は前記凹部の内周面には、軸方向に沿って延びるクラッシュリブが設けられる、請求項3に記載のバスバーユニット。 - 前記端子受け部材は、軸方向から見て回転対称形状である、請求項3~9の何れか一項に記載のバスバーユニット。
- 軸方向から見て並んで配置される3つの前記外部接続端子を備え、
軸方向から見て、3つの前記外部接続端子のうち、両端に配置される一対の前記外部接続端子を第1の外部接続端子とし、前記第1の外部接続端子の間に配置される1つの前記外部接続端子を第2の外部接続端子とし、
軸方向から見て、前記第2の外部接続端子は、一対の前記第1の外部接続端子を結ぶ仮想直線に対し前記仮想直線と直交する方向にずれて配置され、
前記端子受け部材の上面には、底面を有する凹部が設けられ、
前記凹部の底面は、一対の両端領域と一対の前記両端領域の間に位置する中間領域と、を含み、
前記底面は、一対の前記両端領域においてそれぞれ前記第1の外部接続端子の下端と接触し、前記中間領域において前記第2の外部接続端子の下端と接触し、
前記中間領域は、前記両端領域に対し幅広である、請求項10に記載のバスバーユニット。 - 請求項1~11の何れか一項に記載のバスバーユニットを有するモータであって、
コイル線が巻き回される前記ステータと、
前記ステータと隙間を介して径方向に対向するロータと、を備える、モータ。 - 軸方向において前記バスバーユニットと前記ステータの間に位置するベアリングホルダを備え、
前記ベアリングホルダには、上側に開口する位置決め孔部が設けられ、
前記バスバーユニットは、前記バスバーを支持するバスバーホルダを有し、
前記バスバーホルダには、前記ステータ側に突出し、前記位置決め孔部に嵌る位置決め凸部を有する、請求項12に記載のモータ。 - 前記ベアリングホルダには、前記中心軸を中心として互いに対称な位置に配置された一対の前記位置決め孔部が設けられ、
前記位置決め凸部は、一対の前記位置決め孔部のうち一方に嵌る、請求項13に記載のモータ。 - 前記ベアリングホルダには、前記中心軸を中心として前記位置決め孔部と対称な位置に配置され上側に開口する退避孔部が設けられ、
前記バスバーユニットは、前記中心軸を中心として互いに対称な位置に配置された一対の前記位置決め凸部を有し、一対の前記位置決め凸部のうち一方は、前記位置決め孔部に嵌り、他方は、前記退避孔部に挿入され、
前記退避孔部に挿入された前記位置決め凸部と前記退避孔部の内周面との間には、隙間が設けられる、請求項13に記載のモータ。 - 前記バスバーホルダは、前記中心軸を中心として下側に突出する筒状部を有し、
前記ベアリングホルダには、前記筒状部の外周面が嵌る孔部が設けられる、請求項14又は15に記載のモータ。 - 前記ベアリングホルダには、前記中心軸を中心として前記位置決め孔部と対称な位置に配置され上側に開口し径方向に延びる長孔状の長孔位置決め孔部が設けられ、
前記バスバーユニットは、前記中心軸を中心として互いに対称な位置に配置された一対の前記位置決め凸部を有し、
一対の前記位置決め凸部のうち、一方は前記位置決め孔部に嵌り、一方は、前記長孔位置決め孔部に嵌る、請求項13に記載のモータ。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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