JP5614875B2 - バスバー - Google Patents

Description

この発明は、モータや発電機に組み込まれているステータのコイル端子に接続される配電部品であるバスバーに関し、特に電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載されるモータや発電機に好適なバスバーに関するものである。

近年、二酸化炭素の排出量低減を目指して電気自動車やハイブリッド自動車の開発が盛んに進められている。この種の自動車には、動力源又は補助動力源となるモータが搭載されており、そのモータには、例えば特許文献１に開示されたようなバスバーが組み込まれている。

バスバーとは、モータや発電機のステータのコイル端子へ電気的に接続される配電部品である。一般に、このバスバーは、導電性を有する金属板から切り出されて製造され、長尺な帯状の導電性金属板を円環状に曲げて形成される環状本体と、この環状本体の適所から延出する端子部とを備えている。
図４は、特許文献１に開示されたバスバーを示す図である。
特許文献１に開示されたバスバーは、図４(ａ）に示すように金属板から打ち抜いて切り出された半製品２から、環状本体１０（同文献１の帯状バスバー１０ａ）を円環状に曲げ加工するとともに、端子部２０（同文献１の巻線端子Ｔ１）を屈曲形成して、図４（ｂ）に示すような形状に製作される。

端子部２０は、図４（ｃ）に示す環状本体１０の側縁（上縁）から同一板面上で直交する方向に延出する板状の起立部２１と、この起立部２１から環状本体１０の径方向に延びる板状の径方向腕部２２を有し、この径方向腕部２２でコイル端子把持部２３を支持する構成となっている。ここで、特許文献１に開示されたバスバーでは、径方向腕部２２が、起立部２１の先端縁からほぼ直角に屈曲して、板面が環状本体１０の横断面方向に配置されている。

さて、モータに組み込まれるステータのコイル端子とバスバーの端子部２０との接続は、ステータのコイル端子に対し、バスバーの端子部２０を位置合わせした後、コイル端子をコイル端子把持部２３へ差し込み、カシメ固定する手順をもって行われる。このとき、バスバーの温度変化による膨張収縮や加工誤差等に起因して、ステータのコイル端子に対し、バスバーの端子部２０が円周方向に僅かながらズレを生じていることがある。この場合、バスバーのコイル端子把持部２３を円周方向へ引っ張ったり又は押圧したりして、径方向腕部２２を変形させてコイル端子把持部２３の位置ズレを修正する必要があった。

しかし、特許文献１に開示された従来のバスバーにあっては、径方向腕部２２が起立部２１の先端縁からほぼ直角に屈曲して、板面が環状本体１０の横断面方向に配置されていることから、円周方向に加える外力が板面と平行に作用する。したがって、径方向腕部２２は曲がりにくく、ステータのコイル端子とバスバーのコイル端子把持部２３との間に位置ズレが生じていても、それを柔軟に修正することができず、円滑な組立作業の障害となるおそれがあった。

特開２００７−１０４８１２号公報

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、ステータのコイル端子とバスバーのコイル端子把持部との間に位置ズレが生じていても、それを柔軟に修正することができ、円滑な組立作業を実現できるバスバーの提供を目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、
導電性を有する金属板から切り出されて製造されるバスバーにおいて、
長尺な帯状の導電性金属板を円環状に曲げて形成される環状本体と、
この環状本体の適所から延出する端子部とを備え、
前記端子部は、
前記環状本体の側縁から同一板面上で直交する方向に延出する板状の起立部と、
この起立部から前記環状本体の径方向に延びる板状の径方向腕部と、
この径方向腕部に支持され、コイル端子を把持するコイル端子把持部とを含み、
更に、前記径方向腕部は、前記起立部の側縁からほぼ直角に屈曲して、板面が前記環状本体の縦断面方向に沿って配置されていることを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１の記載を前提として、
前記コイル端子把持部は、板状をした端子受部の両側縁から延出し互いに対向する一対のカシメ板部を有し、
これらカシメ板部は、板面が前記環状本体の縦断面方向に沿って配置されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２の記載を前提として、
前記コイル端子把持部は、前記径方向腕部の縁部からほぼ直角に屈曲させた基部板面を有し、当該基部板面が前記環状本体の円周方向に沿って延出していることを特徴とする。

上述した請求項１の発明によれば、径方向腕部は、起立部の側縁からほぼ直角に屈曲して、板面が環状本体の縦断面方向に沿って配置されていることから、円周方向に加える外力が板面と直交する方向に作用する。したがって、径方向腕部には、板面と交叉する方向に曲げモーメントが働くため柔軟に曲げ変形が可能である。よって、ステータのコイル端子とバスバーのコイル端子把持部との間に位置ズレが生じていても、径方向腕部の曲げ変形によりそれを簡単に修正して円滑な組立作業を実現することができる。

請求項２の発明によれば、一対のカシメ板部の各板面が、環状本体の縦断面方向に沿って配置されていることから、円周方向への外力の作用による径方向腕部の変形に伴い、各カシメ板部の中間にある空隙部分が円周方向へ移動する。これにより、コイル端子と対向する位置へ当該空隙部分を容易に位置合わせして、適正にコイル端子をカシメ固定することが可能となる。

請求項３の発明によれば、コイル端子把持部の基部板面が環状本体の円周方向に沿って延出しているので、円周方向に加えられた外力はこの基部板面に対して平行に作用する。したがって、当該基部板面は曲がりにくくコイル端子把持部の外力作用に伴う変形が抑えられる。このため、ステータのコイル端子とバスバーのコイル端子把持部との間の位置ズレ修正は主に径方向腕部の変形をもって行われ、他の部位が不規則に変形して組付けの障害となるおそれが少ない。

以上説明したように、本発明によれば、ステータのコイル端子とバスバーのコイル端子把持部との間に位置ズレが生じていても、それを柔軟に修正して円滑な組立作業を実現することができる。

本発明の第１実施形態に係るバスバーを示す図で、（ａ）は半製品の平面図、（ｂ）は全体構成を示す斜視図、（ｃ）（ｄ）は端子部を視点を変えてそれぞれ示す拡大斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るバスバーを示す図で、（ａ）は半製品の平面図、（ｂ）は全体構成を示す斜視図、（ｃ）（ｄ）は端子部を視点を変えてそれぞれ示す拡大斜視図である。 本発明の第３実施形態に係るバスバーを示す図で、（ａ）は全体構成を示す斜視図、（ｂ）は端子部の拡大斜視図である。 従来のバスバーを示す図で、（ａ）は半製品の平面図、（ｂ）は全体構成を示す斜視図、（ｃ）は端子部の拡大斜視図である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係るバスバーを示す図である。
図１（ｂ）に示すように、本実施形態に係るバスバー１は、長尺な帯状の導電性金属板（例えば、銅板）を円環状に曲げて形成される環状本体１０と、この環状本体１０の複数の適所からそれぞれ延出する端子部２０とを備えている。
環状本体１０は、板面を内周面及び外周面として円環状に湾曲形成されており、その側縁（図では上縁）の適所から端子部２０が延出して形成してある。
端子部２０は、環状本体１０の側縁から同一板面上で直交する方向に延出する板状の起立部２１と、この起立部２１から環状本体１０の径方向に延びる板状の径方向腕部２２と、この径方向腕部２２に支持され、コイル端子を把持するコイル端子把持部２３とを有している。

ここで、径方向腕部２２は、起立部２１の側縁からほぼ直角に屈曲して、板面が環状本体１０の縦断面方向に沿って配置されている。本明細書において、環状本体１０の縦断面方向とは、環状本体１０を中心軸と平行に切断した断面の方向をいう。この縦断面方向に沿って配置された径方向腕部２２に、環状本体１０の円周方向に沿った外力Ｐを作用させた場合、その外力Ｐは板面と直交する方向に作用する。したがって、径方向腕部２２には板面と交叉するように曲げモーメントが働くため柔軟に曲げ変形することができる。

既述したように、モータに組み込まれるステータのコイル端子とバスバー１の端子部２０との接続は、ステータのコイル端子に対し、バスバー１の端子部２０を位置合わせした後、コイル端子をコイル端子把持部２３へ差し込み、カシメ固定する手順をもって行われる。このとき、ステータのコイル端子に対し、バスバー１の端子部２０が円周方向へズレを生じていた場合は、上述したように、端子部２０へ円周方向の外力Ｐを加え、径方向腕部２２を円周方向へ曲げ変形させて、その位置ズレを修正する。径方向腕部２２を円周方向へ容易に曲げ変形させることのできる本実施形態のバスバー１によれば、かかる位置ズレの修正を柔軟且つ容易に行うことができ、組立作業性が向上する。

コイル端子把持部２３は、板状をした端子受部２４の両側縁から延出し互いに対向する一対のカシメ板部２５を有しており、これら一対のカシメ板部２５の中間にある空隙部分にコイル端子を差し込み、その状態で各カシメ板部２５をカシメてコイル端子を固定する。
ここで、各カシメ板部２５は、板面が環状本体１０の縦断面方向に沿って配置されている。そのため、円周方向の外力Ｐの作用による径方向腕部２２の変形に伴い、各カシメ板部２５の中間にある空隙部分が円周方向へ移動する。これにより、コイル端子と対向する位置へ当該空隙部分を容易に位置合わせして、適正にコイル端子をカシメ固定することが可能となる。

また、コイル端子把持部２３は、径方向腕部２２の縁部からほぼ直角に屈曲させた基部板面２６を有し、基部板面２６が環状本体１０の円周方向に沿って延出している。そのため、円周方向に加えられた外力Ｐは、この基部板面２６に対して平行に作用する。したがって、当該基部板面２６は曲がりにくくコイル端子把持部２３の外力作用に伴う変形が抑えられる。

次に、本実施形態に係るバスバー１の製造方法について説明する。
まず、図１（ａ）に示すように、平板状の導電性金属板１００（例えば、銅板）からプレス装置等で型抜きして半製品２を切り出す。この半製品２の状態において、本実施形態に係るバスバー１は、帯状をした環状本体１０の側縁から、端子部２０を構成する起立部２１が同一板面上で直交する方向に延出しており、さらにこの起立部２１の側縁部からほぼ直交する方向（すなわち、環状本体１０と平行となる方向）へ径方向腕部２２が延出している。この方向へ径方向腕部２２を延出させることで、導電性金属板１００から半製品２を切り出した後の残部１０１を少ない面積に抑えることができ、材料の歩留りを向上させることができる。

これに対し、例えば、特許文献１に開示された従来のバスバー１にあっては、図４（ａ）に示すように、起立部２１からさらに直線上に径方向腕部２２が延出しているため、当該半製品２を切り出す原材料となる導電性金属板１００は、幅寸法を大きく必要とする。しかし、幅方向への寸法が長く必要となるのは端子部２０のみであるため、導電性金属板１００から半製品２を切り出した後の残部１０１の面積が大きくなり、きわめて残量の歩留りが悪い。

次に、導電性金属板１００から図１（ａ）に示すように切り出した半製品２は、帯状の環状本体１０を円環状に曲げ加工する。また、適所に設けた端子部２０は、起立部２１の側縁をほぼ直角に屈曲して径方向腕部２２の板面を環状本体１０の縦断面方向に沿って配置する。さらに、径方向腕部２２の側縁部をほぼ直角に屈曲して、コイル端子把持部２３の基部板面２６を、環状本体１０の円周方向に沿って延出させる。続いて、基部板面２６の側縁をほぼ直角に屈曲し、コイル端子把持部２３の中間連結部２７を起立部２１と同じ方向へ立ち上げる。さらに、中間連結部２７の先端縁をほぼ直角に屈曲して、端子受部２４を環状本体１０の外径方向へ延出させる。最後に、端子受部２４の両側縁をほぼ直角に屈曲して、一対のカシメ板部２５を起立部２１と同じ方向へ立ち上げる。
このようにして、図１（ｃ）（ｄ）に示すような形状の端子部２０を屈曲形成する。

〔他の実施形態〕
次に、本発明の第２、第３の実施形態に係るバスバーについて、図面を参照して説明する。
図２は、本発明の第２実施形態に係るバスバーを示す図である。また、図３は、本発明の第３実施形態に係るバスバーを示す図である。
なお、これらの実施形態において、先に示した第１実施形態のバスバーと同一または相当する部分には、同一符号を付し、その部分の詳細な説明は省略する。

これら第２、第３実施形態に係るバスバー１も、先の実施形態と同様に、長尺な帯状の導電性金属板を円環状に曲げて形成される環状本体１０と、この環状本体１０の適所から延出する端子部２０とを備えている(図２、図３を併せて参照）。また、端子部２０は、環状本体１０の側縁から同一板面上で直交する方向に延出する板状の起立部２１と、この起立部２１から環状本体１０の径方向に延びる板状の径方向腕部２２と、この径方向腕部２２に支持され、コイル端子を把持するコイル端子把持部２３とを有している。
そして、径方向腕部２２は、起立部２１の側縁からほぼ直角に屈曲して、板面が環状本体１０の縦断面方向に沿って配置されている。
コイル端子把持部２３は、板状をした端子受部２４の両側縁から延出し互いに対向する一対のカシメ板部２５を有し、これらカシメ板部２５は、板面が環状本体１０の縦断面方向に沿って配置されている。さらに、コイル端子把持部２３は、径方向腕部２２の縁部からほぼ直角に屈曲させた基部板面２６を有しており、当該基部板面２６が環状本体１０の円周方向に沿って延出している。
したがって、先の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

また、第２、第３実施形態でも、端子部２０における起立部２１の側縁部からほぼ直交する方向へ径方向腕部２２が延出しているため、導電性金属板１００から半製品２を切り出した後の残部を少ない面積に抑えることができ、材料の歩留りを向上させることができる。

なお、第２実施形態においては、端子受部２４の両側縁をほぼ直角に屈曲して、一対のカシメ板部２５を起立部２１と逆の方向へ垂下させる点のみが、先の実施形態と異なっている（図２(ｃ）（ｄ）参照）。

一方、第３実施形態においては、図３（ｂ）に示すように、径方向腕部２２の先端縁部をほぼ直角に屈曲して、コイル端子把持部２３の基部板面２６を環状本体１０と対向する姿勢をもって円周方向に沿って延出させてある。本実施形態では、この基部板面２６がそのまま端子受部２４を形成し、この端子受部２４の両側縁をほぼ直角に屈曲して、一対のカシメ板部２５を内径方向へ延出して配置した構成となっている。

１：バスバー、２：半製品、
１０：環状本体、
２０：端子部、２１：起立部、２２：径方向腕部、２３：コイル端子把持部、２４：端子受部、２５：カシメ板部、２６：基部板面、２７：中間連結部、
１００：導電性金属板

Claims (4)

1. 導電性を有する金属板から切り出されて製造されるバスバーにおいて、
   長尺な帯状の導電性金属板を円環状に曲げて形成される環状本体と、
   この環状本体の適所から延出する端子部とを備え、
   前記端子部は、
   前記環状本体の側縁から同一板面上で直交する方向に延出する板状の起立部と、
   この起立部から前記環状本体の径方向に延びる板状の径方向腕部と、
   この径方向腕部に支持され、コイル端子を把持するコイル端子把持部とを含み、
   更に、前記径方向腕部は、前記起立部の側縁からほぼ直角に屈曲して、板面が前記環状本体の縦断面方向に沿って配置され、
   更に、前記コイル端子把持部は、板状をした端子受部の両側縁から延出し互いに対向する一対のカシメ板部を有し、
   前記端子受部は、前記径方向腕部の縁部から連続して屈曲形成され、前記環状本体の外径方向へ延出し、
   前記各カシメ板部は、板面が前記環状本体の縦断面方向に沿って配置されており、
   且つ、前記一対のカシメ板部は、前記環状本体の円周方向に並んで対向するように設けられていることを特徴とするバスバー。
2. 導電性を有する金属板から切り出されて製造されるバスバーにおいて、
   長尺な帯状の導電性金属板を円環状に曲げて形成される環状本体と、
   この環状本体の適所から延出する端子部とを備え、
   前記端子部は、
   前記環状本体の側縁から同一板面上で直交する方向に延出する板状の起立部と、
   この起立部から前記環状本体の径方向に延びる板状の径方向腕部と、
   この径方向腕部に支持され、コイル端子を把持するコイル端子把持部とを含み、
   更に、前記径方向腕部は、前記起立部の側縁からほぼ直角に屈曲して、板面が前記環状本体の縦断面方向に沿って配置され、
   更に、前記コイル端子把持部は、板状をした端子受部の両側縁から延出し互いに対向する一対のカシメ板部を有し、
   前記端子受部は、前記径方向腕部の縁部から連続して屈曲形成され、前記環状本体と対向する姿勢をもって円周方向に沿って延出し、
   前記各カシメ板部は、板面が前記環状本体の縦断面方向に沿って配置されており、
   且つ、前記一対のカシメ板部は、前記環状本体の円周方向に並んで対向するように設けられていることを特徴とするバスバー。
3. 前記コイル端子把持部は、前記径方向腕部の縁部からほぼ直角に屈曲させた基部板面を有し、当該基部板面が前記環状本体の円周方向に沿って延出し、
   前記端子受部は、基部板面を介して延出していることを特徴とする請求項１又は２のバスバー。
4. 導電性を有する金属板から切り出されて製造されるバスバーにおいて、
   長尺な帯状の導電性金属板を円環状に曲げて形成される環状本体と、
   この環状本体の適所から延出する端子部とを備え、
   前記端子部は、
   前記環状本体の側縁から同一板面上で直交する方向に延出する板状の起立部と、
   この起立部から前記環状本体の径方向に延びる板状の径方向腕部と、
   この径方向腕部に支持され、コイル端子を把持するコイル端子把持部とを含み、
   更に、前記径方向腕部は、前記起立部の側縁からほぼ直角に屈曲して、板面が前記環状本体の縦断面方向に沿って配置されており、
   前記コイル端子把持部は、前記径方向腕部の縁部からほぼ直角に屈曲させた基部板面を有し、当該基部板面が前記環状本体の円周方向に沿って延出するとともに、この基部端面の縁部から延出して板状をした端子受部が形成され、且つ当該端子受部の両側縁から延出し互いに対向する一対のカシメ板部を有し、
   これらカシメ板部は、板面が前記環状本体の縦断面方向に沿って配置されており、
   更に、前記起立部、前記基部板面及び前記端子受部を、前記環状本体の径方向に見て同じ幅間隔内に配置したことを特徴とするバスバー。

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