(57)【要約】      （修正有）【課題】バスバーユニット等の絶縁性能を向上させる。【解決手段】第１バスバー及び第２バスバー２２を含む複数のバスバーと、前記各バスバーが配設される絶縁性のホルダと、を含む。前記ホルダは、第１バスバーを受け入れる第１開口部３５ａを有する第１溝部３４ａと、第２バスバー２２を受け入れる第２開口部３５ｂを有し、前記第１溝部３４ａに隣接して配設される第２溝部３４ｂと、を備える。前記第１バスバーは、前記第２バスバー２２を跨ぐ第１端子腕部２１ｄを有し、前記第１端子腕部２１ｄと前記第２バスバー２２との間に絶縁体２５が配設されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１バスバー及び第２バスバーを含む複数のバスバーと、
前記各バスバーが配設される絶縁性のホルダと、
を含み、
前記ホルダは、
第１バスバーを受け入れる第１開口部を有する第１溝部と、
第２バスバーを受け入れる第２開口部を有し、前記第１溝部に隣接して配設される第２溝部と、
を備え、
前記第１バスバーは、前記第２バスバーを跨ぐ第１端子腕部を有し、
前記第１端子腕部と前記第２バスバーとの間に絶縁体が配設されているバスバーユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のバスバーユニットにおいて、
前記第１開口部及び前記第２開口部が前記ホルダの同じ側に形成され、
前記ホルダの前記第１溝部と前記第２溝部との間に、前記第１端子腕部を受け入れる交差溝部が設けられ、
前記第１端子腕部が前記第２バスバーの下側に位置しているバスバーユニット。
【請求項３】
請求項２に記載のバスバーユニットにおいて、
前記第１溝部における前記交差溝部の反対側に、該交差溝部と対向するように対向溝部が形成され、
前記対向溝部内には、該対向溝部の底面から立ち上がる可撓性の軸部と、該軸部の先端側に設けられる爪部と、を有する抜止部が設けられ、
前記爪部の一部が前記第１バスバーの上側に突出するバスバーユニット。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載のバスバーユニットにおいて、
前記絶縁体が、前記第１端子腕部の両側に突出する一対の突起部を有するバスバーユニット。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のバスバーユニットにおいて、
前記絶縁体が、前記第２バスバーにおける前記第１端子腕部と対向する部分と一体に設けられているバスバーユニット。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載のバスバーユニットにおいて、
前記絶縁体が前記ホルダと同じ素材で形成されているバスバーユニット。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載のバスバーユニットを備えるモータ。
【請求項８】
請求項７に記載のモータを備えるパワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バスバーユニット、モータ及びパワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
導電部材を備えたモータに関し、例えば、各コイルの端末を結線するために、複数の導電部材を有するホルダが固定子の側部に配設されたモータが知られている（特開２００３−３２４８８３号公報）。
【０００３】
そのホルダは絶縁材を用いてドーナツ状に形成されていて、ホルダには同心円状に複数の溝部が形成されている。各導電部材は、帯状の銅板等を屈曲して円弧状に形成されていて、ホルダの溝部にそれぞれ挿入されている。内周側に配設される導電部材には半径方向に延びる腕部が設けられていて、その腕部が外周側に位置する導電部材を跨ぐように構成されている。
【特許文献１】特開２００３−３２４８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、特開２００３−３２４８８３号公報の腕部のように、バスバー（導電部材）が交差する部分では、各バスバーが僅かな隙間を隔てて配置される場合が多い。ところがそうした場合、バスバーに高電圧が加わると火花放電が発生するおそれがあるし、不慮の外力によってホルダが撓んでバスバーが変形すると短絡が発生するおそれもある。
【０００５】
本発明の目的は、絶縁性を向上させることのできるバスバーユニット等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明における一例示のバスバーユニットは、第１バスバー及び第２バスバーを含む複数のバスバーと、前記各バスバーが配設される絶縁性のホルダと、を含み、前記ホルダは、第１バスバーを受け入れる第１開口部を有する第１溝部と、第２バスバーを受け入れる第２開口部を有し、前記第１溝部に隣接して配設される第２溝部と、を備え、前記第１バスバーは、前記第２バスバーを跨ぐ第１端子腕部を有し、前記第１端子腕部と前記第２バスバーとの間に絶縁体が配設されている。
【０００７】
このように、第１端子腕部と第２バスバーとの間に絶縁体が配設されていると、第１端子腕部と第２バスバーとの間の隙間が絶縁体によって遮られるので、火花放電や短絡の発生を防ぐことができる。
【０００８】
本発明における一例示のモータには前記バスバーユニットが備えられている。本発明における一例示のパワーステアリング装置には前記モータが備えられている。従って、これらモータ等によれば本発明における一例示のバスバーユニットと同様の作用効果を得ることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明における一例示のバスバーユニット等によれば、絶縁性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明における一例示のパワーステアリング装置を示す図である。
【図２】図２は、本発明における一例示のモータを示す概略断面図である。
【図３】図３は、本発明における一例示のバスバーユニットを示す概略斜視図である。
【図４】図４は、バスバーユニットの部分拡大図である。
【図５】図５は、バスバーの装着過程の一部を示す図である。
【図６】図６は、図４におけるＸ−Ｘ線断面を含む斜視図である。
【図７】図７は、絶縁体の部分を示す概略図である。
【図８】図８は、絶縁体の部分の変形例を示す図である。
【図９】図９は、絶縁体の変形例を示す図である。（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ絶縁体の異なる変形例を表している。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００１２】
（パワーステアリング装置）
図１に、本実施形態における電動式パワーステアリング装置１００を示す。このパワーステアリング装置１００は、自動車等の車両のハンドル（ステアリングホイール）操作の補助に利用される。パワーステアリング装置１００は、ステアリング機構２００に接続されるシャフト部１０１を介してハンドルに加えられる力を検出するトルクセンサ１０２や、このトルクセンサ１０２からの出力に基づいて必要なアシスト力を算出する制御ユニット１０３、この制御ユニット１０３からの出力に基づいて回転力を発生させるモータ５０、減速しながらモータ５０の回転力をステアリング機構２００に伝える減速機構１０４などを備えている。
【００１３】
このパワーステアリング装置１００が搭載された車両では、ハンドルに加えられる力に基づいてパワーステアリング装置１００のモータ５０が駆動され、そのモータ５０の回転力によってハンドルの回転が補助されるため、小さい力でハンドルが操作できる。
【００１４】
（モータ）
図２に、このパワーステアリング装置１００に備えられているモータ５０を示す。このモータ５０はインナロータ型のモータであり、シャフト５１やロータ５２、ステータ５３、モータハウジング５４、バスバーユニット１などで構成されている。
【００１５】
具体的には、モータハウジング５４は、開口部５５ａと、その開口部５５ａに連続して形成された有底円筒状のモータ室５５とを有している。そのモータ室５５の周囲を区画するように略円筒状のステータ５３がモータハウジング５４に組み込まれている。ステータ５３の内周面と僅かな隙間を隔てて略円筒状のロータ５２が配設されている。このロータ５２はシャフト５１と一体に固定されている。モータハウジング５４の開口部５５ａにはバスバーユニット１が装着されている。そのバスバーユニット１をモータハウジング５４とで両側から挟み込むように略円盤状のベアリングホルダ５６が配設されている。シャフト５１は、その先端側がベアリング５７ａを介してモータハウジング５４に回転自在に支持され、その基端側がベアリング５７ｂを介してベアリングホルダ５６に回転自在に支持されている。
【００１６】
ロータ５２の周囲には複数のマグネット５８が設けられている。ステータ５３には、コア５９や、そのコア５９に装着される絶縁材からなるインシュレータ６０、およびインシュレータ６０を介してコア５９に導電線を巻回して形成される複数のコイル６１などが設けられている。シャフト５１の先端には減速機構１０４に接続されるプーリ６２が固定されている。ベアリングホルダ５６から突出したシャフト５１の基端部には、シャフト５１の回転角度や速度を計測するセンサ装置６３が配設されている。バスバーユニット１には、複数のバスバー２やこれらバスバー２に供給する電流を制御するリレー６４などが配設されている。
【００１７】
（バスバーユニット）
図３に、そのバスバーユニット１の外観形状を示す。バスバーユニット１は、ホルダ３に複数のバスバー２などが組み込まれた組立体（アッセンブリ）である。
【００１８】
各バスバー２は、図４、図５に詳しく示すように、銅板等を切断、屈曲して所定形状に形成した導電性部材である。各バスバー２には、ステータ５３のコイル６１から引き出される導電線の端部が接続される。これらバスバー２を介してステータ５３が外部の電源と接続されることにより各コイル６１に、例えばＵ相、Ｖ相、Ｗ相からなる３相の電流が所定状態で供給される。
【００１９】
例えば、図４に示すように、３相の電流に対応して３つのバスバー２（第１バスバー２１、第２バスバー２２、第３バスバー２３ともいう）が配設されている。
【００２０】
各バスバー２は、いずれも形態が異なるものの同じような構成となっている。例えば、第１バスバー２１は、帯板状の部分が略円弧状に屈曲形成されている第１挿入部２１ａと、第１挿入部２１ａの一端側に連なる第１接続部２１ｂと、第１挿入部２１ａの他端側に連なる第１端子部２１ｃとを有している。第１端子部２１ｃは、第１挿入部２１ａの端部における一方の側縁から半径方向外側へ略垂直に延びる第１端子腕部２１ｄと、この第１端子腕部２１ｄの先端に形成された第１導電線固定部２１ｅとを有している。第１接続部２１ｂは、第１挿入部２１ａの端部における他方の側縁から半径方向外側へ略垂直に延びて多段状に形成された第１接続腕部２１ｆと、この第１接続腕部２１ｆの先端に形成された第１接続端子部２１ｇとを有している。
【００２１】
第２バスバー２２も、第１バスバー２１と同様に構成され、第２挿入部２２ａや、第２接続部２２ｂ、第２端子部２２ｃ、第２端子腕部２２ｄ、第２導電線固定部２２ｅ、第２接続腕部２２ｆ、第２接続端子部２２ｇを有している。第３バスバー２も同様に第３挿入部２３ａ等を有している。
【００２２】
但し、第２バスバー２２の第２挿入部２２ａには絶縁体２５が設けられている。本実施形態の絶縁体２５は、ホルダ３と同じ素材を用いて第２挿入部２２ａの周りを覆うように設けられ、第２挿入部２２ａが延びる方向には、第１バスバー２１と隙間を隔てて直接対向する部分及びその周辺部分だけに設けられている。この絶縁体２５は、所謂アウトサート成形によって第２バスバー２２と一体に設けられている。絶縁体２５の下端には突起部４７が形成されているが、これについては別途後述する。
【００２３】
なお、絶縁体２５をホルダ３と同じ素材としたのは、熱収縮等、両者の特性が同じになって、温度差によって隙間が生じたり、耐久性に差が生じたりするのを阻止できるからである。また、絶縁体２５を第２バスバー２２と一体に設けたのは、絶縁体２５の位置決め等の必要が無くなって作業性に優れるからである。絶縁体２５を第２バスバー２２の一部分だけに設けたのは、材料コスト等を低減するためである。
【００２４】
ホルダ３は、例えば、繊維を含んだＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の絶縁性の素材で形成された射出成形品であり、モータハウジング５４の開口部５５ａに装着される略リング状のベース部３１や、外部電源へ接続するためのコネクタ部３２などを備えている。ベース部３１には、略円弧状のバスバー支持壁３３が立設されていて、そのバスバー支持壁３３の所定部位にコネクタ部３２が一体に設けられている。
【００２５】
バスバー支持壁３３の先端部には、第１挿入部２１ａ等を受け入れるために、バスバー２の厚みよりも僅かに大きい溝幅で略周方向に延びる複数の溝部３４が形成されている。例えば、第１バスバー２１を受け入れる第１溝部３４ａ及び第２バスバー２２を受け入れる第２溝部３４ｂは、それぞれ、ベース部３１の外面（バスバーユニット１をモータハウジング５４に装着したとき外側に向く面）側に開口する第１開口部３５ａ及び第２開口部３５ｂを有し、そこから第１バスバー２１及び第２バスバー２２が挿入できるようになっている。第１溝部３４ａと第２溝部３４ｂとは、それぞれ隣接するように配設されている。また、第１溝部３４ａは第２溝部３４ｂよりも半径方向において内側に位置している。さらに、周方向において、第２溝部３４ｂは第１溝部３４ａよりもコネクタ部３２側から長く形成されていて、第１溝部３４ａの他端部は第２溝部３４ｂと半径方向に重なるようになっている（この第１溝部３４ａと第２溝部３４ｂとが重なる部分を重複部３６ともいう）。
【００２６】
そして、その重複部３６には、第１バスバー２１の第１端子腕部２１ｄを受け入れるために、第１溝部３４ａと第２溝部３４ｂとの間に、これら両者に連なって半径方向に延びる交差溝部３７がバスバー支持壁３３を切り欠くように形成されている。第１溝部３４ａにおける交差溝部３７の反対側、つまり第１溝部３４ａを区画している半径方向内側の壁面には、交差溝部３７と対向するようにバスバー支持壁３３を貫通する第１内溝部３８が形成されている。重複部３６における第２溝部３４ｂの部分は、絶縁体２５が受け入れられるように、ひとまわり大きく形成されている（この部分を受入溝部３９ともいう）。なお、受入溝部３９の内法は、絶縁体２５が圧入されるように絶縁体２５の外法よりも僅かに小さく形成しておくのが好ましい。第２バスバー２２をバスバー支持壁３３に安定して保持できるからである。
【００２７】
第２溝部３４ｂにおける交差溝部３７の反対側、つまり第２溝部３４ｂを区画している半径方向外側の壁面には、第１端子腕部２１ｄを受け入れるために、交差溝部３７と対向するようにバスバー支持壁３３を貫通する第１端子用溝部４０が形成されている。
【００２８】
図６にも示すように、第１内溝部３８内には、第１支持部材４１（抜止部）が設けられている。詳しくは、第１支持部材４１は、第１内溝部３８の底面から立ち上がる可撓性の軸部４１ａと、この軸部４１ａの先端側に設けられ、下端部が第１溝部３４ａ側に突出する爪部４１ｂと、を有している。なお、第１内溝部３８内に第１支持部材４１が設けられているのは、交差溝部３７や第１端子用溝部４０との組み合わせによって、射出成形時に第１支持部材４１を容易に形成できるからである。また、第１内溝部３８の底部にも爪部４１ｂが射出成形によって容易に形成できるように爪部４１ｂよりも一回り大きい貫通孔が形成されている。
【００２９】
コネクタ部３２側から離れた第２溝部３４ｂの端部における半径方向内側の壁面には、バスバー支持壁３３を貫通する第２内溝部４２が形成され、そこに第１支持部材４１と同様の第２支持部材４３や貫通孔が設けられている。また、その半径方向外側の壁面には、第２端子腕部２２ｄを受け入れるために、第２内溝部４２と対向するようにバスバー支持壁３３を貫通する第２端子用溝部４４が形成されている。
【００３０】
コネクタ部３２には、第１接続腕部２１ｆを受け入れるために、第１溝部３４ａに連なって延びる第１コネクタ溝部４５が形成されている。同様に、コネクタ部３２には、第２バスバー２２の第２接続腕部２２ｆを受け入れるために、第２溝部３４ｂに連なって延びる第２コネクタ溝部４６も形成されている。
【００３１】
本実施形態では、まず、第１バスバー２１がホルダ３に装着される。すなわち、第１挿入部２１ａがその第１端子腕部２１ｄ側から第１溝部３４ａに挿入される。第１端子腕部２１ｄが交差溝部３７及び第１端子用溝部４０に嵌め込まれ、第１接続腕部２１ｆが第１コネクタ溝部４５に嵌め込まれて、奥まで押し込まれると、第１支持部材４１の爪部４１ｂが第１バスバー２１側に突出して第１挿入部２１ａの上側と係合し、第１支持部材４１により第１バスバー２１が位置決めされて抜け外れ不能に支持される。
【００３２】
続いて、図５に示すように、第２バスバー２２の第２挿入部２２ａが、その第２端子腕部２２ｄ側から第２溝部３４ｂに挿入される。第２端子腕部２２ｄが第２端子用溝部４４に嵌め込まれ、絶縁体２５の部分が受入溝部３９に嵌め込まれ、第２接続腕部２２ｆが第２コネクタ溝部４６に嵌め込まれて、奥まで押し込まれると、第２支持部材４３の爪部４３ｂが第２バスバー２２側に突出して第２挿入部２２ａの上側と係合し、第２支持部材４３により第２バスバー２２が位置決めされて抜け外れ不能に支持される。なお、支持部材４１，４３でバスバー２１，２２をスナップフィット構造によって支持するようにしたのは、簡単にバスバーユニット１を組み立てることができ、作業性が向上するからである。
【００３３】
図６に示すように、第１バスバー２１及び第２バスバー２２がバスバー支持壁３３の所定位置に装着された状態（単に装着状態ともいう）では、第１端子腕部２１ｄは第２挿入部２２ａを跨ぐようにその下側を通っている。そして、その第１端子腕部２１ｄの上面とその上面と対向している第２挿入部２２ａの下面との間、及び第１端子腕部２１ｄに連なる第１挿入部２１ａの部分の外側面とこれに対向する第２挿入部２２ａの内側面との間はいずれも僅かな隙間しかないが、これら隙間には絶縁体２５が介在しているので、第１バスバー２１と第２バスバー２２との間の火花放電や短絡の発生が阻止できるようになっている。
【００３４】
図７に示すように、絶縁体２５の下端、すなわち、受入溝部３９に嵌め込まれる側の絶縁体２５の端部には、その両側に離れて対向するように一対の突起部４７，４７が設けられている。装着状態では、これら突起部４７，４７は第１端子腕部２１ｄの側面を覆うように、第１端子腕部２１ｄの両側に突出する。絶縁体２５にこのような突起部４７が設けられていると、第２バスバー２２の周方向の位置決め精度が向上する。
【００３５】
また、第１端子腕部２１ｄと絶縁体２５との間の隙間に金属粉等の導電性の異物が入り込むと、第２挿入部２２ａにおける絶縁体２５の両側の部分と第１端子腕部２１ｄとの間でその異物を介して火花放電や短絡が発生するおそれがあるが、異物の混入を防ぐことができ、よりいっそう絶縁性を向上させることができる。
【００３６】
本実施形態では、更に、溝幅方向に延びる一対の壁状の凸部４８，４８が受入溝部３９の底面に突出している。そして、これら各凸部４８，４８の先端を受け入れるように、各突起部４７にそれぞれ凹部４９が形成されている。したがって、これら凸部４８及び凹部４９によってよりいっそう異物の侵入が阻止され、絶縁性が向上するようになっている。
【００３７】
また、図８に示すように、絶縁体２５を受入溝部３９に圧入するようにすれば、更に略周方向の位置決め精度を向上させることができるし、異物の混入も防止できる。
【００３８】
なお、本発明にかかるバスバーユニット１等は、前記の実施の形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。
【００３９】
例えば、図９は絶縁体２５の変形例を示したものである。
【００４０】
同図の（ａ）の絶縁体２５（第２絶縁体２５ａ）は、第２バスバー２２と別体に設けられている。第２絶縁体２５ａは、第２挿入部２２ａをその側面側から嵌め入れ可能な溝が一端に形成された断面略コ字状の矩形部材である。例えば、第１バスバー２１をバスバー支持壁３３に装着した後、受入溝部３９にこの第２絶縁体２５ａを溝側を挿入方向とは逆側にして挿入し、その後、第２バスバー２２を装着する。
【００４１】
そうすれば、第１バスバー２１と第２バスバー２２との間の少なくとも第１バスバー２１と第２バスバー２２とが交差する隙間に第２絶縁体２５ａを介在させることができ、第１バスバー２１と第２バスバー２２とが互いに近づくのを阻止できるので、絶縁性を向上させることができる。
【００４２】
同図の（ｂ）の絶縁体２５（第３絶縁体２５ｂ）は、略シート状に形成されていて、適宜第２バスバー２２の周りに巻き付けることができるようになっている。この場合、第２バスバー２２の所定部位に第３絶縁体２５ｂを巻き付けて、バスバー支持壁３３に装着すれば、前記実施形態と同様に絶縁性を向上させることができる。
【００４３】
同図の（ｃ）の絶縁体２５（第４絶縁体２５ｃ）は、断面略Ｌ字状の矩形部材であり、装着状態では第１バスバー２１と第２バスバー２２との間の所定位置に位置するように第２バスバー２２の所定部位に接着固定されている。これによっても前記実施形態と同様に絶縁性を向上させることができる。
【００４４】
同図の（ｄ）の絶縁体２５（第５絶縁体２５ｄ）は、不可逆的に固化する液状あるいはゲル状の絶縁体である。この場合、第１バスバー２１及び第２バスバー２２をバスバー支持壁３３に装着した後、その隙間に第５絶縁体２５ｄを注入して固化させる。これによっても前記実施形態と同様に絶縁性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１  バスバーユニット
２  バスバー
３  ホルダ
２１  第１バスバー
２１ｄ  第１端子腕部
２２  第２バスバー
２５  絶縁体
３４ａ  第１溝部
３４ｂ  第２溝部
３５ａ  第１開口部
３５ｂ  第２開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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