(57)【要約】導体からなる給電本体（１４）と、給電本体（１４）の一端に形成されるコイル側端子（１２）と、給電本体（１４）におけるコイル側端子（１２）との連結部分にモールドされたコイル側保護部（３１）と、を備えた給電体（１１）に対して、コイル側保護部（３１）に、給電本体（１４）に組付けられたクリップ（４１）と、クリップ（４１）に設定されたクランプ部（４２ｃ）を金型（５１）で挟持し、給電本体（１４）を金型（５１）のキャビティ（５２）内に配置してからのモールドで形成された被覆部（３３）と、を設けることで、インサートモールドによって、端子近傍に保護部が形成される給電体（１１）に対して、端子部先端部分の位置精度の低下を抑制する。
2018164120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体からなる給電本体と、
該給電本体の一端に形成される端子部と、
該給電本体における該端子部との連結部分にモールドされた保護部と、
を備え、
該保護部は、
該給電本体に組付けられたクリップと、
該クリップに設定されたクランプ部を金型で挟持し、該給電本体を該金型のキャビティ内に配置した状態へのモールドで形成された被覆部と、
を備えることを特徴とする給電体。
【請求項２】
前記クリップと前記被覆部とが、同一の樹脂材からなる
ことを特徴とする請求項１に記載の給電体。
【請求項３】
前記給電本体は、
前記被覆部によって覆われる部位に位置規制部を備え、
前記クリップは、
該給電本体に組付けられた状態で、該位置規制部に係合可能な被規制部を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の給電体。
【請求項４】
前記被覆部の表面が、
前記クランプ部の表面と面一に形成された
ことを特徴とする請求項１に記載の給電体。
【請求項５】
前記クリップは、
前記給電本体と係合可能に構成された係合手段を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の給電体。
【請求項６】
請求項１に記載の給電体を備えた
ことを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機の各相コイルと外部とを接続する給電体、および給電体を備える回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機では、各相のコイルに導体が接続され、導体を通じて外部と各相のコイルとの間で電力の授受が行われる。
たとえば、特許文献１には、各相に対応する導体の周囲を、インサートモールドによって保護する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５-１３３８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１の給電体では、モールドする際の樹脂の射出圧によって、導体が金型内で暴れてしまうため、端子部先端部分の位置精度が低下するという問題を抱えている。
また、モールド時に導体が暴れないように、金型で導体を直接固定した場合、導体表面に施されためっきが剥がれるおそれがある上に、めっきの剥がれた部分が露出することで、導体の腐食が促進するおそれがあった。【０００５】
本発明は、前述の点に鑑みてなされたものであり、インサートモールドによって、端子近傍に保護部が形成される給電体に対して、端子部先端部分の位置精度の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するために、本発明に係る給電体は、導体からなる給電本体と、該給電本体の一端に形成される端子部と、該給電本体における端子部との連結部分にモールドされた保護部と、を備え、該保護部は、該給電本体に組付けられたクリップと、該クリップに設定されたクランプ部を金型で挟持し、該給電本体を該金型のキャビティ内に配置した状態へのモールドで形成された被覆部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、インサートモールドによって、端子近傍に保護部が形成される給電体に対して、端子部先端部分の位置精度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態に係る回転電機を示す断面図である。
【図２】一実施形態に係る給電ユニットを示す斜視図である。
【図３】一実施形態の給電ユニットを回転電機の外周側から見た斜視図である。
【図４Ａ】給電本体と端子部とが連結する部位を示した斜視図である。
【図４Ｂ】給電本体と端子部とが連結する部位を示した図で、図４ＡのIV-IV線に沿った断面図である。
【図５Ａ】給電本体と端子部とが連結する部位にクリップを組付けた様子を示した斜視図である。
【図５Ｂ】給電本体と端子部とが連結する部位にクリップを組付けた様子を示した図で、図５ＡのV-V線に沿った断面図である。
【図６Ａ】給電本体と端子部とが連結する部位にクリップを組付け、さらに被覆部をモールドした様子を示した斜視図である。
【図６Ｂ】給電本体と端子部とが連結する部位にクリップを組付け、さらに被覆部をモールドした様子を示した図で、図６ＡのVI-VI線に沿った断面図である。
【図７】保護部をインサートモールドする金型を示す斜視図である。
【図８】図７のXIII-XIII線に沿った断面図である。
【図９】従来の手法でモールドする際の図８に対応する断面図である。
【図１０】給電ユニットの製造工程を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図１は、本実施形態に係る給電体を含む回転電機１０１の全体構成を示す概略構成図（断面図）である。回転電機１０１は、たとえばハイブリッド自動車や電気自動車等の車両に搭載され、外部から電力が供給された場合には、走行用モータとして機能し、回生制動時には、発電機として機能する。
なお、本願発明の給電ユニットは、車両用の回転電機１０１に限らず、固定式のモータやその他用途のモータ、および発電機にも適用が可能である。
また、説明中の上下は、図示における上下を示すものであり、回転電機１０１を車両に組付けた状態での上下を示すものではない。
【００１０】
回転電機１０１は、図１に示すように、ケース１０２と、ロータ１０３と、ステータ１０４と、を備えている。
ケース１０２は、両端が閉止された略円筒形状を備え、その内部に、円柱状の空間が形成されている。
ロータ１０３は、ケース１０２の軸心部に回転可能に軸支されている。
ステータ１０４は、図２に示すように、筒形状を備え、図１に示すように、筒内にロータ１０３が配置される。そして、ステータ１０４は、図２に示すように、ステータコア１０５と、ステータコア１０５に装着されたコイル１０６とを備えている。
【００１１】
ステータコア１０５は、筒状のコア本体と、ティースと、を備え、略筒形状を呈している。
コア本体は、ケース１０２の筒内に嵌合等により固定されている。
ティースは、コア本体の内周面から径方向内側に向けて所定の間隔で櫛歯状に突出する突起である。そして、周方向で隣接するティース間の隙間は、スロットに設定されている。
スロットは、ステータコア１０５を軸方向に貫通しており、コイル１０６を構成する導体１０７が挿通される。
【００１２】
コイル１０６は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３つの位相について、導体１０７を分布巻きした３相コイルである。なお、本実施形態の各相のコイル１０６は、対応する複数のセグメントコイルが互いに接続されることで形成されている。
各セグメントコイルは、所定のスロットに導体１０７が挿入されつつ、ステータコア１０５に巻回されている。そして、同相のセグメントコイル同士は、ステータコア１０５に対して軸方向の一方において、ＴＩＧ溶接やレーザ溶接等で接合されている。
なお、コイル１０６の構成は、適宜変更が可能である。たとえば、コイル１０６は、セグメントコイルに限らず、ティースに巻回する等の集中巻きによる方法でステータコア１０５に装着しても構わない。
【００１３】
また、ステータ１０４には、図２に示すように、本願発明の給電体１１で構成された給電ユニット１が配置され、コイル１０６と外部電力回路（図示せず）とを電気的に接続する。
給電ユニット１は、図２、図３に示すように、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各位相に対応する３つの給電体１１と、給電体１１を一体に連結保持する樹脂保持部２１とを備えている。
各給電体１１は、金属（たとえば、銅）等の導電性を有する板材に対して板金加工を施すことによって、立体的な形状に形成されたバスバーで構成されている。そして、各給電体１１は、そのバスバーの各部が、コイル側端子１２、外部側端子１３、および給電本体１４に設定されている。
なお、給電体１１には、その表面にめっき処理が施されている。めっき処理を施すことによって、端子部分における軸力、および接触抵抗の安定化を図るとともに、給電本体１４における、水やＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）等による腐食の抑制を図っている。
【００１４】
コイル側端子１２（端子部）は、対応する位相のコイル１０６を構成する導体１０７と接続可能に、ステータ１０４の外周に沿って配置される。
外部側端子１３は、回転電機１０１の外部に別途設定される外部電力回路（図示せず）が備える端子台（図示せず）と接続可能に配置される。
給電本体１４は、コイル１０６に接続されたコイル側端子１２と、端子台に接続される外部側端子１３とを、他の位相の給電体１１と接触することなく連結するように、給電体１１毎に異なった形状で取り回しされている。そして、給電本体１４は、図３に示すように、湾曲部１４ａ、引出部１４ｂ、変向部１４ｃ、および延伸部１４ｄで構成されている。
また、給電本体１４は、図３に示すように、コイル側端子１２との連結部分が、保護部としてのコイル側保護部３１によって覆われている。
【００１５】
湾曲部１４ａは、図３に示すように、内側端がコイル側端子１２に連結され、ステータ１０４の外周に倣って配置される。また、湾曲部１４ａには、位置規制部１４ｅが設けられている。
引出部１４ｂは、湾曲部１４ａの外側端に連結され、回転電機１０１の径方向外側へ延出している。また、引出部１４ｂは、３相の各引出部１４ｂが互いに略等間隔、且つ略平行になるように、湾曲部１４ａとの角度が設定されている。
変向部１４ｃは、内側端が引出部１４ｂの外側端に連結され、３相の各バスバーの板面が、同一平面上に整列するように、向きを変えている。
延伸部１４ｄは、バスバーの板面の向きが、変向部１４ｃの板面と同じ向きのままで、回転電機１０１の軸方向ＡＸ（図２における上下方向）に延伸し、変向部１４ｃと外部側端子１３とを繋いでいる。
位置規制部１４ｅは、図４Ａ、図４Ｂに示すように、湾曲部１４ａにおけるコイル側端子１２に連結する部位の下縁部分に形成された断面略コ字形状の凹部を構成する一対の対向する壁部からなる。そして、位置規制部１４ｅは、図５Ａ、図５Ｂに示すように、後述するクリップ４１を給電本体１４に組付けた際に、クリップ４１と係合し、Ｙ方向におけるクリップ４１の位置決めを行う。
【００１６】
コイル側保護部３１（保護部）は、図２に示すように、引出線としての給電体１１が、ステータコア１０５、およびコイル１０６等と不用意に接触しないように、コイル側端子１２と給電本体１４との連結部分を保護するものである。このため、コイル側保護部３１の各部の寸法、および素材は、給電体１１に掛かる電圧によって、火花放電や短絡等が生じないように設定されている。
コイル側保護部３１は、図３に示すように、給電本体１４に組付けられたクリップ４１と、組付けられたクリップ４１と給電本体１４との周囲を樹脂材でインサートモールドした被覆部３３とで構成されている。
なお、クリップ４１と被覆部３３とは、同一の樹脂材で構成されている。
【００１７】
クリップ４１は、図５Ａ、図５Ｂに示すように、クリップ本体４２と、係止爪４３とを備えている。
クリップ本体４２は、対向する一対の摺接片４２ａと、各摺接片４２ａの端縁を連結する連結片４２ｂとで、断面略コ字形状を呈している。また、クリップ本体４２には、クランプ部４２ｃが設けられている。
摺接片４２ａは、対向する間隔が、バスバーの板厚と略同一に設定されている。そして、摺接片４２ａの間にバスバーが隙間なく挿入される。
連結片４２ｂは、その両端部が、被規制部４２ｄに設定されている。そして、連結片４２ｂは、給電本体１４の位置規制部１４ｅの間に隙間なく収まり、被規制部４２ｄのそれぞれが、対応する位置規制部１４ｅに対して、Ｙ方向に係合する。
クランプ部４２ｃは、一方の摺接片４２ａの外面側下縁部の中央部分から、連結片４２ｂの外面上を伝って、他方の摺接片４２ａの外面側下縁部の中央部分に渡って、外側に向かって突出する断面略コ字形状を有する突起で構成されている。
【００１８】
係止爪４３（係合手段）は、一方の摺接片４２ａの上縁から上方（Ｚ方向）に延設されている。そして、係止爪４３は、弾性腕部４３ａと、鉤部４３ｂとを備えている。
弾性腕部４３ａは、バスバーの板厚方向（Ｘ方向）への撓み変形が可能に構成されている。
鉤部４３ｂは、弾性腕部４３ａの先端に配置され、給電本体１４の上縁部に係合可能に構成されている。
【００１９】
次に、クリップ４１の組付け手順を説明する。
図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂに示すように、まず、クリップ本体４２のコ字溝内に、給電本体１４の下縁部分を収めつつ、クリップ４１を下方から上方へスライドさせる。ここで、係止爪４３は、弾性腕部４３ａが撓んで、鉤部４３ｂが給電本体１４の板面上に乗上げつつ、移動する。
そして、連結片４２ｂが給電本体１４の下縁部に到達すると、弾性腕部４３ａが弾性復帰し、鉤部４３ｂが給電本体１４の上縁に係合する。
以上によって、クリップ４１が給電本体１４に組付けられる。
【００２０】
このような手順で給電本体１４に組付けられたクリップ４１は、給電本体１４上での移動が規制される。
つまり、板厚方向（Ｘ方向）への移動規制は、対向する摺接片４２ａが、給電本体１４の板面に当接することで行われる。
給電本体１４の延在方向（Ｙ方向）への移動規制は、被規制部４２ｄである連結片４２ｂの各両端部が、対応する位置規制部１４ｅに係合することで行われる。
上下方向（Ｚ方向）への移動規制について、上方向への移動規制は、連結片４２ｂが給電本体１４の下縁部に当接することで行い、下方向への移動規制は、係止爪４３が給電本体１４の上縁に係合することで行われる。
【００２１】
被覆部３３は、図６Ａ、図６Ｂに示すように、クリップ４１に設定されたクランプ部４２ｃを金型５１で挟持し、クリップ４１とともに給電本体１４を金型５１のキャビティ５２内に位置決めした状態で、モールドされている（図７、図８参照）。
つまり、被覆部３３は、クリップ４１の移動規制を行う位置規制部１４ｅを含め、給電本体１４はコイル側端子１２との連結部分を覆っている。
また、被覆部３３は、その表面が、クランプ部４２ｃの表面と同一平面に収まるようにモールドされている。
【００２２】
樹脂保持部２１は、図２、図３に示すように、絶縁性を備えた樹脂材によるモールドで形成されている。また、樹脂保持部２１は、３相の各コイル側端子１２が所定の導体１０７と接続可能な位置に保持するとともに、端子台（図示せず）の位置に合わせて、３相の各外部側端子１３の位置を保持するように、連結している。
【００２３】
次に、被覆部３３を成形する金型５１について説明する。
まず、従来の成形方法では、図９に示すように、給電本体１４にクリップ４１が組付けられておらず、キャビティ５２内の給電本体１４は宙に浮いている。このため、湯口５３からキャビティ５２内に射出された溶融樹脂は、宙に浮いた給電本体１４に直撃する。
射出された溶融樹脂によって、矢印Ａに示すように、湾曲部１４ａが、キャビティ５２の縁５２ａを中心にして、キャビティ５２内で、給電本体１４が揺動（暴れて、振動して）する。そして、給電本体１４が斜めに傾いた状態で、溶融樹脂が冷えて固化してしまうため、モールド後には、コイル側端子１２先端部分の位置精度が低下してしまう。
【００２４】
そこで、本実施形態では、図７、図８に示すように、従来と同様の金型５１を使用しつつ、給電本体１４にクリップ４１を組付け、クリップ４１とともに給電本体１４をキャビティ５２内に配置している。そして、金型５１でクリップ４１を狭持することで、キャビティ５２内の給電本体１４を固定し、モールド時の給電本体１４の振動を抑制している。
【００２５】
本実施形態で使用される金型５１は、図７、図８に示すように、移動金型５１ａと固定金型５１ｂとで構成されている。
移動金型５１ａと固定金型５１ｂとは、給電本体１４を通るＹＺ面で分割し、移動金型５１ａがＸ方向にスライドする。
移動金型５１ａと固定金型５１ｂとの合わせ面にそれぞれに形成される成形面（型凹部）５４によって、キャビティ５２が形成される。そして、キャビティ５２の形状が、モールド後の被覆部３３の外形形状となる。
金型５１の上面には、湯口５３が開口し、キャビティ５２に通じている。
また、成形面５４は、その一部分が狭持部５５に設定されている。
【００２６】
ＹＺ平面に設定される狭持部５５は、コイル側端子１２と反対側の給電本体１４の縁部に対応する部位に設定されている。つまり、金型５１の狭持部５５と、クリップ４１のクランプ部４２ｃとは、クランプ部４２ｃを挟持することで、モールド時に生じる給電本体１４（湾曲部１４ａ）の揺動（振動）をより効果的に抑制する部位に設定されている。
また、狭持部５５は、成形面５４における他の部位に対して、段差や溝等で区別されていない。このため、モールド後は、クランプ部４２ｃの表面が、被覆部３３と同一面上に収まっている。
【００２７】
狭持部５５は、固定金型５１ｂに移動金型５１ａを重ね、金型５１を閉じることで、キャビティ５２内に配置されたクリップ４１のクランプ部４２ｃを狭持する。
そして、狭持部５５の狭持する力を受けて、クリップ４１が給電体１１を狭持することで、給電本体１４をキャビティ５２内に固定する。
【００２８】
次に、モールドの手順を説明する（図７、図８参照）。
まず、給電本体１４（図４Ａ、図４Ｂ参照）にクリップ４１を組付ける（図５Ａ、図５Ｂ参照）。
次に、組付けられたクリップ４１とともに、給電本体１４を固定金型５１ｂのキャビティ５２内に配置する。
そして、移動金型５１ａを固定金型５１ｂに重ね、キャビティ５２を閉じる（図８参照）。ここで、図８に示すように、狭持部５５が、クリップ４１のクランプ部４２ｃに当接し、湾曲部１４ａがクランプ部４２ｃを介して、キャビティ５２内に固定される。
次に、湯口５３を通じて、キャビティ５２内に溶融樹脂を射出する。
その後、溶融樹脂が冷えて、固化したら金型５１から給電体１１を取り出し、給電体１１が完成する（図６Ａ、図６Ｂ参照）。
【００２９】
次に、給電ユニット１の製造工程を説明する（図１０参照）。
まず、工程Ｓ１１（ワイヤーカット＆プレス工程）では、板状の素材から給電体１１を切り出し、規定された形状に形を整える。
次に、工程Ｓ１２（メッキ（マスキング）工程）では、給電体１１の表面に、めっき処理を施す。
また、給電体１１の板金加工とは別に、工程Ｓ２１（クリップ成形工程）では、クリップ４１をモールドする。
そして、工程Ｓ２２（クリップ組付工程）では、めっき処理が施された給電体１１と、モールドされたクリップ４１とを集め、給電体１１にクリップ４１を組付ける。
次に、工程Ｓ２３（１次成形工程）では、クリップ４１の周囲をモールドし、コイル側保護部３１を形成する（給電体１１の完成）。
さらに工程Ｓ２４（２次成形工程）では、各給電体１１に樹脂保持部２１をモールドして、３つの給電体１１を１つにまとめる。
以上の工程で、給電ユニット１が完成する。
【００３０】
次に、本実施形態に係る給電体１１の作用効果について説明する。
本実施形態では、給電本体１４にクリップ４１が組付けられており、クリップ４１の上から樹脂がモールドされ、コイル側保護部３１（保護部）が形成されている。
これによって、コイル側端子１２近傍に位置する給電本体１４の部位に、コイル側保護部３１をモールドすることによって生じるコイル側端子１２先端部分の位置精度の低下を抑制することができる。
【００３１】
本実施形態では、クリップ４１と被覆部３３を同一の樹脂材で成形している。
これによって、クリップ４１と被覆部３３の密着性が高く、熱による伸縮に差が生じないため、継ぎ目における亀裂の発生を抑制することができる。
また、亀裂の発生を抑制することによって、水やＡＴＦ等が亀裂から浸入することに起因する給電本体１４の腐食の発生を抑制することができる。
【００３２】
本実施形態では、クリップ４１が給電本体１４に組付けられた状態で、位置規制部１４ｅと、被規制部４２ｄとを係合する。
これによって、クリップ４１を給電本体１４上に保持するための手段を別途設ける必要がなくなるとともに、比較的単純な構成で、クリップ４１を給電本体１４上に位置決めすることができる。
【００３３】
本実施形態では、被覆部３３の表面が、クランプ部４２ｃの表面と面一に形成されている。被覆部３３と、クランプ部４２ｃとの境界に段差がある場合には、段差部分に応力が集中し、亀裂が生じ易くなる。しかしながら、被覆部３３の表面が、クランプ部４２ｃの表面と面一に形成されることで、このような亀裂の発生を抑制することができる。
また、クランプ部４２ｃの形状を考慮しつつ、境界部分に段差を備える形状とするには、金型の加工費が高騰してしまう。
さらに、金型にも段差部分に応力が集中する。
これによって、金型の摩耗が促進されることから、金型のメンテナンスコストも高騰してしまう。
【００３４】
本実施形態では、クリップ４１が給電本体１４に組付けられた状態で、係止爪４３（係合手段）が給電本体１４に係合する。
これによって、クリップ４１を給電本体１４上に保持するための手段を別途設ける必要がなくなるとともに、比較的単純な構成で、クリップ４１を給電本体１４上に位置決めすることができる。
【００３５】
なお、給電本体１４は、バスバーからなる導体に限定されるものではなく、様々な形態の導体で構成することができる。たとえば、円形断面の導線を複数本束ねたもので給電本体１４を構成することが可能である。そして、このような導線を用いた場合でもバスバーの場合と同様の作用効果が得られる。
【符号の説明】
【００３６】
１１  給電体
１２  端子部（コイル側端子）
１４  給電本体
１４ｅ  位置規制部
３１  保護部（コイル側保護部）
３３  被覆部
４１  クリップ
４２ｃ  クランプ部
４２ｄ  被規制部
４３  係合手段（係止爪）
５１  金型
１０１  回転電機
【図１】
2018164120.tif 000003
【図２】
2018164120.tif 000004
【図３】
2018164120.tif 000005
【図４Ａ】
2018164120.tif 000006
【図４Ｂ】
2018164120.tif 000007
【図５Ａ】
2018164120.tif 000008
【図５Ｂ】
2018164120.tif 000009
【図６Ａ】
2018164120.tif 000010
【図６Ｂ】
2018164120.tif 000011
【図７】
2018164120.tif 000012
【図８】
2018164120.tif 000013
【図９】
2018164120.tif 000014
【図１０】
2018164120.tif 000015
【国際調査報告】
2018164120.tif 000016
2018164120.tif 000017