电机用配线材料的制作方法

1.本发明涉及电机用配线材料。


背景技术：

2.已知向电机供给来自变换器器的三相交流电流的电机用配线材料。电机用配线材料具备多根导线，连接电机中的定子的线圈末端和端子座的电极。
3.通过脉冲宽度变调(pwm)从变换器输出脉冲状的电压。在该脉冲状的电压升高时会产生电涌电压，存在对电机施加过电压的可能性。为了抑制这样的电涌电压、抑制对电机施加过电压，使用电涌抑制装置(例如，参照专利文献1)。一直以来，电涌抑制装置一般与变换器、电机设为不同个体。
4.现有技术文献
5.专利文献1：日本特开2014-132811号公报
6.可是，在与逆变器、电机为不同个体地设置电涌抑制装置的情况下，需要用于设置电涌抑制装置的专用设置空间。存在难以在搭载这些的车辆内的狭小空间中确保电涌抑制装置专用的设置空间的情况。


技术实现要素：

7.因此，本发明的目的在于提供一种不需要确保电涌抑制装置专用的设置空间且具有电涌抑制功能的电机用配线材料。
8.本发明将解决上述课题作为目的，提供一种电机用配线材料，向电机供给三相交流电流，具备在一端部具有与上述电机中的定子的线圈末端连接的连接部的多根导线、设置于上述多根导线的另一端部且与端子座的电极连接的端子、用于抑制对上述电机施加过电压的电涌抑制部，上述电涌抑制部构成为，具有三个电阻与电容器的串联电路，将三个上述串联电路的一端部分别电连接于各相的上述导线，将三个上述串联电路的另一端部彼此互相电连接，上述电涌抑制部以沿上述端子附近的上述导线的方式设置且设置于上述端子与上述连接部之间。
9.本发明的效果如下。
10.根据本发明，能够提供一种不需要确保电涌抑制装置专用的设置空间、具有电涌抑制功能的电机用配线材料。
附图说明
11.图1表示具备本发明的一实施方式的电机用配线材料的电机的构成例，(a)是整体图，(b)是(a)的局部放大图。
12.图2(a)、(b)是省略了电涌抑制部的电机用配线材料的立体图。
13.图3是电机用配线材料的立体图。
14.图4(a)、(b)是电涌抑制部的立体图。
15.图5是在电涌抑制部中省略了罩部的图，(a)是立体图，(b)是侧视图。
16.图6是电涌抑制部的电路图。
17.图7(a)是表示本发明的实施例中的电涌电压的图，(b)是表示省略了电涌抑制部的比较例中的电涌电压的图。
18.图8是表示本发明的一变形例的电涌抑制部的图，(a)是省略了罩部的立体图，(b)是立体图。
19.图中：1—电机用配线材料，2—导线，3—保持部，31—支架，32—树脂模制部，4—端子，5—连接部，6—电涌抑制部，61—串联电路，611—电阻，611a、611b—引线，612—电容器，612a、612b—引线，62—母线，63—罩部，631—散热片部，632—卡定部，632a—上侧门锁，632b—下侧门锁，10—电机，11—定子，13—端子座，132—电极，111—定子铁芯，113—线圈末端。
具体实施方式
20.[实施方式]
[0021]
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
[0022]
(电机的说明)
[0023]
图1表示具备本发明的一实施方式的电机用配线材料的电机的构成例，(a)是整体图，(b)是(a)的局部放大图。电机10搭载于电动车、所谓的混动汽车等的通过电力被驱动的车辆。
[0024]
电机10具备转子(旋转子)12、以包围转子12的方式配置的定子(固定子)11、端子座13。转子12在由软磁性金属构成的转子铁芯121中埋入多个磁铁122而构成，与插通中心部的轴123一起旋转。定子11具有由软磁性金属构成的定子铁芯111、多个线圈片112。
[0025]
在以下的说明中，将平行于轴123的旋转轴线o的方向称为轴向，将通过旋转轴线o且相对于旋转轴线o垂直的方向称为径向，将相对于轴向以及径向垂直的方向称为圆周方向。另外，在以下的说明中，为了便于说明，将定子铁芯111的轴向两侧中的配置有电机用配线材料1的一侧称为上侧，将其相反侧称为下侧。可是，该上侧以及下侧并未指定搭载于车辆上的状态下的铅垂方向的上下。
[0026]
未图示，定子铁芯111一体地具有圆筒状的背磁轭、从背磁轭向径向内方突出的多个t型架。在沿圆周方向邻接的t型架之间形成有插槽。各个线圈片112被收纳于定子铁芯111的插槽中而被保持。
[0027]
另外，线圈片112由铜、铝等的具有良好导电性的导电性金属112m、覆盖导电性金属112m表面的电绝缘性的包覆层112i构成。在本实施方式中，导电性金属112m是截面为矩形形状的平角单线，包覆层112i由漆皮构成。在作为线圈片112的端部的线圈末端113中，去除包覆层112i而露出导电性金属112m。各线圈片112焊接线圈末端113彼此，构成电角的相位以预定角度偏离的两组三相(u相、v相及w相)定子线圈。
[0028]
另外，电机10具备收纳定子11的外壳(省略图示)、固定于外壳的端子座13。端子座13具有固定于外壳且由树脂形成的基座131、从变换器供给三相交流电流(由脉冲宽度变调而产生的脉冲状的信号)的三个电极132。
[0029]
而且，电机10具备本实施方式的电机用配线材料1。电机用配线材料1是用于连接
定子11的线圈末端113和端子座13的电极132的部件，向电机10的各相定子线圈供给从变换器经由端子座13的电极132供给的三相交流电流。以下，关于电机用配线材料1的详细内容进行说明。
[0030]
(电机用配线材料1的说明)
[0031]
图2(a)、(b)是省略了电涌抑制部的电机用配线材料1的立体图。图3是包括电涌抑制部的电机用配线材料的立体图。如图2以及图3所示，电机用配线材料1具备多根导线2、保持多根导线2的保持部3、用于抑制向电机10(电机10的各相定子线圈)施加过电压的电涌抑制部6。
[0032]
在本实施方式中，电机用配线材料1具备六根导线2和三个端子4，分别连接端子座13的三个电极132和各相线圈片112的线圈末端113。并且，作为电机用配线材料已知环状地形成导线的所谓总线环，但本实施方式的电机用配线材料1与总线环不同，是未环状地形成导线2的非环状的配线材料。另外，六根导线2为能保持自身形状的高刚性。另外，六根导线2以圆形状形成垂直于其较长方向的剖面形状。并且，导线2的数量并不限于六根，只要是3的倍数根即可。
[0033]
六根导线2由第一以及第二u相引线21、22、第一以及第二v相引线23、24、第一以及第二w相引线25、26构成。各导线2分别具有由导电性金属形成的导电体2m、覆盖导电体2m表面的电绝缘性的包覆层2i。作为导电性金属能够恰当地使用如铜或铜合金。作为包覆层2i能够恰当地使用搪瓷涂层。导电体2m是单线(不是绞合线的单一金属体)，在本实施方式中，剖面为圆形状的圆单线通过冲压加工而成形为预定的形状。可是，可以通过剖面为矩形状的平角单线形成导电体2m。
[0034]
三个端子4由u相端子41、v相端子42以及w相端子43构成。u相端子41具有连接于端子座13中的u相电极132的板部411、一并夹紧第一以及第二u相引线21、22的一端部的夹紧部412。在板部411上形成向与夹紧部412相反侧开口的切口410，形成为大致u字状。并且，通过插通切口410的螺栓(省略图示)将板部411连接于端子座13中的u相电极132。同样，v相端子42具有连接于端子座13中的v相电极132的板部421、一并夹紧第一以及第二v相引线23、24的一端部的夹紧部422。在板部421上形成向与夹紧部422相反侧开口的切口420，形成为大致u字状。并且，通过插通切口420中的螺栓(省略图示)，将板部132连接于端子座13中的v相电极132。还同样，w相端子43具有连接于端子座13中的w相电极132的板部431、一并夹紧第一以及第二w相引线25、26的一端部的夹紧部432。在板部431上形成向与夹紧部432相反侧开口的切口430，形成为大致u字状。并且，通过插通切口430中的螺栓(省略图示)，将板部431连接于端子座13中的w相电极132。
[0035]
在各导线2的另一端部(与端子4相反侧的端部)中，在预定的长度范围去除包覆层2i，设置露出导电体2m的连接部5。连接部5通过作为由使用惰性气体的电弧放电进行的焊接方法的一种的tig(tungsten inert gas)焊而焊接于对应的线圈片112的线圈末端113。并且，连接部5中的与线圈末端113的对置面通过冲压加工而成为平面状。
[0036]
保持部3一并覆盖多根导线2的一部分，以在连结全部的导线2的状态下保持的方式构成。保持部3具有以预定的配线形状保持各导线2的支架31、以覆盖支架31以及导线2的一部分的方式模制树脂而成的树脂模制部32。支架31在树脂模制部32的模制时抑制因树脂压力而导致的导线2的位置偏移，起到将导线2保持为预定的配线形状的作用。并且，保持部
3(支架31)一并覆盖多根导线2的弯曲部分(大致l字状的部分)，可以以在连结全部导线2的状态下保持的方式构成。
[0037]
支架31一体地具有被后述的第一树脂模制部321覆盖的主体部(未图示)、从第一树脂模制部321延伸出来的第一至第三延伸部312～313。支架31例如由pps(聚苯硫醚)形成。
[0038]
第一延伸部312沿从保持部3向线圈末端113侧延伸的第一u相引线21形成，具备具有限制第一u相引线21的位置的槽的限制部312a。第二延伸部313沿从保持部3向线圈末端113侧延伸的第二v相引线24以及第一w相引线25形成，具备具有限制两引线24、25的位置的槽的一对限制部313a、313b、连结两限制部313a、313b的板状的连结部313c。一限制部313a连结于主体部的缘部，另一限制部313b通过连结部313c而连结于一限制部313a。同样，第三延伸部314沿从保持部3向线圈末端113侧延伸的第二u相引线22、第一v相引线23以及第二w相引线26形成，具备具有限制各引线22、23、26的位置的槽的一对限制部314a、314b、连结两限制部314a、314b的板状的连结部314c。一限制部314a连结于主体部的缘部，另一限制部314b通过连结部314c连结于一限制部314a。
[0039]
树脂模制部32具有一并地覆盖支架31的主体部和六根导线2的第一树脂模制部321、与第一树脂模制部321离开地设置的第二以及第三树脂模制部322、323。第二树脂模制部322以覆盖第二延伸部313中的限制部313b的中央部、第二v相引线24、第一w相引线25的方式形成，起到将两导线24、25固定于限制部313b上的作用。同样，第三树脂模制部323以覆盖第三延伸部314中的限制部314b的中央部、第二u相引线22、第一v相引线23、第二w相引线26的方式形成，起到将各引线22、23、26固定于限制部314b上的作用。树脂模制部32希望使用与支架31相同材料形成的材质，例如由pps(聚苯硫醚)形成。
[0040]
在本实施方式中，支架31的主体部以及第一树脂模制部321构成一并地覆盖多根导线2并连结的连结部。另外，在本实施方式中，第二树脂模制部322以及第二延伸部313、及第三树脂模制部323以及第三延伸部314构成一并覆盖多个导线2中的一部分导线2的个别保持部。
[0041]
(电涌抑制部6的说明)
[0042]
图4(a)、(b)是电涌抑制部6的立体图。图5是在电涌抑制部6中省略了罩部的图，(a)是立体图，(b)是侧视图。图6是电涌抑制部6的电路图。如图4～6所示，本实施方式的电机用配线材料1具备用于抑制向电机10施加过电压的电涌抑制部6。
[0043]
电涌抑制部6以沿端子4附近的导线2的方式设置、且设于比端子4(端子座13侧)靠连接部5侧(线圈末端113侧、定子11的中心侧)，与电机用配线材料1一体化。即，电涌抑制部6设置于端子4(端子座13)与连接部5之间，与电机用配线材料1一体化。由此，没必要与变换器、电机为不同个体地设置电涌抑制装置，由于仅安装电机用配线材料1，因此组装工序变得简单。另外，能抑制电涌抑制部6相比于端子向外侧(定子11中的径向外侧)突出的同时，可有效利用端子4附近的空闲空间，小型化地维持包括电涌抑制部6的电机用配线材料1整体，可进行向狭小空间的设置。而且，电涌抑制部6优选设置于作为在端子4的最附近连结多根导线2的连接部的第一树脂模制部321与端子4之间。由此，可有效利用第一树脂模制部321附近的空闲空间，小型化地维持包括电涌抑制部6的电机用配线材料1整体，可进行向狭小空间的设置。
[0044]
并且，例如在连接部5紧附近设置电涌抑制部6的情况下，由于在线圈末端113上焊接连接部5时的热量，有可能产生电涌抑制部6损坏的情况。另外，若电涌抑制部6存在于连接部5的附近，则也存在难以进行连接部5向线圈末端113的焊接作业。因此，电涌抑制部6优选尽量设置于从连接部5(与线圈末端113的焊接部)离开的位置，最优选设置于端子4的附近。
[0045]
电涌抑制部6具有三个串联连接电阻611和电容器612的串联电路61，并且，将三个串联电路61的一端部分别电连接于各相的导线2，成为将三个串联电路61的另一端部彼此相互电连接的星型连线结构(参照图6)。在本实施方式中，三个串联电路61的另一端部彼此通过母线62电连接。
[0046]
作为电阻611，能够使用由导电橡胶或导电塑料构成的部件。例如，通过分别在由导电橡胶或导电塑料构成的棒状体的两端部分插入引线611a、611b，能够构成电阻611。并不限于此，既可以通过用碳等的高电阻材料进行图案成形而构成电阻611，也可以组合在电力电路等中使用的带导线电阻而构成电阻611。在本实施方式中，电阻611形成为长方体状，引线611a、611b分别从其较长方向的两端部延伸。电阻611的一根引线611a向上方延伸且向端子4侧折弯90度，再向下方折弯90度，其前端部(下端部)通过端子4的夹紧部412、422、432与导线2一起被夹紧固定而电连接。除夹紧固定以外还可以进行焊接。电阻611的另一引线611b向下方延伸且向从导线2离开的方向折弯90度，再向上方折弯90度，其前端部(上端部)电连接于电容器612的一根引线612a。优选以能承受后述的罩部63的模制时的热量的方式通过焊接连接电阻611的引线611b和电容器612的引线612a。
[0047]
电容器612的引线612a、612b以向上方延伸的方式设置，一根引线612a电连接于电阻611的引线611b，另一根引线612b电连接于母线62。优选以能承受罩部63的模制时的热量的方式通过焊接连接电容器612的引线612b和母线62。
[0048]
母线62是板状的导电性部件，例如由铜、铜合金形成。在本实施方式中，通过母线62连接串联电路61的另一端部(与向导线2的连接侧的相反侧的端部)彼此，但并不限于此，可以以由如铜线等的线材连接串联电路61的另一端部彼此的方式构成。可是，在本实施方式中为了以能承受罩部63的模制时的热量的方式焊接电容器612的引线612b与母线62，更优选使用焊接作业容易的板状的母线62，为了更容易地进行与电容器612的引线612b的定位，优选使用未被绝缘覆盖状态的板状的母线62。另外，为了容易地进行焊接作业，可以u字状地加工电容器612的引线612b的前端部分(例如，安装u字状的连接端子)，用该u字部分夹入板状的母线62之后焊接u字部分和母线62。
[0049]
在本实施方式中，通过沿导线2配置电阻611且以从导线2离开的方式折弯电阻611的另一引线611b(可以是电容器612的一引线612a)，使电容器612相比于电阻611更从导线2离开。而且，母线62在与导线2之间配置于夹入电阻611的位置。通过这样构成，由于电阻611、电容器612与母线62成为在相对于导线2的较长方向垂直的方向上排列的状态，因此缩小电涌抑制部6沿导线2的长度(上下方向的高度)，实现电涌抑制部6的小型化。
[0050]
电涌抑制部6具有以一并覆盖三个串联电路61以及母线62的方式模制树脂而成的罩部63。为了提高散热性，作为罩部63优选尽量采用热传导率高的树脂。具体的说，可以使用在成形性优越的pa6(聚酰胺6)、pbt(聚对苯二甲酸丁二脂)等的工程塑料、或pps(多酚磺胺)等的超级工程塑料混合绝缘性高且热传导率好的陶瓷材料(导热性填料)的绝缘散热材
料。这些绝缘散热材料由于相比较一般的塑料材料的热传导率(约0.2w/m/k)具有1～10w/m/k与5～50倍左右的良好热传导率，因此使在电阻611中产生的电涌电压吸收量的热量与其片状相应地而高效地散发。
[0051]
罩部63作为整体形成为大致长方形状。在罩部63的导线2侧的面、及与导线2相反侧的面上形成散热用的多个散热片部631，但并不限于此。可以在罩部63的顶面、侧面、或底面上形成散热片部631。这里，使散热片部631的形状为板状的突起，但散热片部631的形状并不限于此。另外，罩部63由于散热性优越，因此优选以不接触于导线2的方式安装。
[0052]
在罩部63的下面形成有形成于第一树脂模制部321的突起321a(参照图2(a))插入的定位用孔633。通过在定位用孔633中插入突起321a，进行相对于第一树脂模制部321的电涌抑制部6的定位。并且，可以在罩部63的下面设置突起，在第一树脂模制部321侧设置该突起插入的定位用孔。
[0053]
另外，在罩部63上一体地形成有卡定于保持部3的第一树脂模制部321的卡定部632。卡定部632具有从罩部63的导线2侧的面突出的一对上侧门锁632a、从罩部63的下面向下方突出的下侧门锁632b。一对上侧门锁632a插入相邻的各相的导线2之间，卡定于第一树脂模制部321的上面中的角部。下侧门锁632b插入u相引线22与w相引线25之间(第二延伸部313与第三延伸部314之间)，卡定于第一树脂模制部321下面中的角部。通过为将卡定部632卡定于第一树脂模制部321(保持部3)的结构，可用单触式容易地向第一树脂模制部321(保持部3)固定电涌抑制部6。并且，可以与上侧门锁同样地设置一对下侧门锁，插入相邻的各相的导线2之间。
[0054]
在制造电机用配线材料1时，不同个体地预先形成电涌抑制部6、电涌抑制部6以外的部分的电机用配线材料1。此时，预先成为在导线2中连接端子4的状态。可以在形成电涌抑制部6时预先焊接电阻611、电容器612以及母线62，通过在金属模具中组装焊接的电阻611、电容器612以及母线62并向金属模具中流入树脂而形成罩部63。然后，使用卡定部632并向第一树脂模制部321固定所得到的电涌抑制部6，通过端子4的加紧部412、422、432与导线2一起夹紧固定引线611a，设置端子4。如以上，得到电机用配线材料1。
[0055]
并且，这里，关于在金属模具上直接组装已焊接的电阻611、电容器612以及母线62的情况进行说明，但并不限于此，为了保护电阻611、电容器612、母线62的连接部，可以在将电阻611、电容器612以及母线收纳于支架中的状态下组装在金属模具中而形成罩部63。
[0056]
将本实施方式的电机用配线材料1作为实施例，在对实施例的电机用配线材料1的端子4施加500v电压时，通过模拟实验求得连接部5中产生的电压波形。在图7(a)中表示模拟实验结果。同样，除省略电涌抑制部6以外对与实施例完全相同结构的比较例的电机用配线材料的端子4施加500v电压时，通过模拟实验求得连接部5中产生的电压波形。在图7(b)中表示模拟实验结果。
[0057]
如图7(a)、(b)所示，相对于比较例中电涌电压的峰值为约780v且变得非常大，实施例中电涌电压的峰值为约520v而变小，能够确认，通过设置电涌抑制部6而能够大幅地抑制电涌电压。
[0058]
(实施方式的作用以及效果)
[0059]
如以上说明，本实施方式的电机用配线材料1具备用于抑制对电机10施加过电压的电涌抑制部6，电涌抑制部6具有三个电阻611与电容器612的串联电路61，并且将三个串
联电路61的一端部分别连接于各相的导线2，互相电连接三个串联电路61的另一端部彼此而构成，电涌抑制部6以沿端子4附近的导线2的方式设置且设置于端子4与连接部5之间。
[0060]
通过在电机用配线材料1上具备电涌抑制部6，不需要在电机10与变换器之间格外设置电涌抑制装置。在格外设置电涌抑制装置的情况下，需要确保电涌抑制装置专用的设置空间，根据本实施方式，不需要确保这样专用的设置空间。而且，通过以沿端子4附近的导线2的方式设置电涌抑制部6且设置于端子4与连接部5之间，能抑制电涌抑制部6较大地向外侧突出，能够实现即使在狭小空间中也可设置的电机用配线材料1。
[0061]
(变形例)
[0062]
在上述实施方式中，关于在串联电路61中在导线2侧配置电阻611、在导线2上连接电阻611的引线611a的情况进行了说明，但并不限于此，如图8(a)、(b)所示，可以更替串联电路61中的电阻611与电容器612的配置，在导线2侧配置电容器612。另外，如图8(a)、(b)所示，可以以沿导线2的长度方向排列的方式配置电阻611、电容器612与母线62。由此，能够缩小电涌抑制部6的厚度(相对于导线2的长度方向以及排列方向垂直的方向的厚度)。如此，电涌抑制部6的具体的形状可根据导线2的配线形状等而适当变更。电容器612的一根引线优选通过端子4的夹紧部412、422、432与导线2一起夹紧固定而电连接。另外，电容器612与电阻611的引线彼此、及电阻611的引线与母线62优选分别通过焊接进行连接。
[0063]
(实施方式的总结)
[0064]
其次，关于从以上说明的实施方式中所把握的技术思想，引用实施方式中的符号等进行记载。可是，以下记载中的各符号等并不限定于在实施方式中具体表示保护范围中的构成要素的部件等。
[0065]
[1]一种电机用配线材料，向电机10供给三相交流电流，具备在一端部具有与上述电机10中的定子11的线圈末端113连接的连接部5的多根导线2、设置于上述多根导线2的另一端部且与端子座13的电极132连接的端子4、用于抑制对上述电机10施加过电压的电涌抑制部6，上述电涌抑制部6构成为，具有三个电阻611与电容器612的串联电路61，将三个上述串联电路61的一端部分别电连接于各相的上述导线2，将三个上述串联电路61的另一端部彼此互相电连接，上述电涌抑制部6以沿上述端子4附近的上述导线2的方式设置且设置于上述端子4与上述连接部5之间。
[0066]
[2]根据[1]所述的电机用配线材料1，三个上述串联电路61的另一端部彼此经由母线62电连接。
[0067]
[3]根据[2]所述的电机用配线材料1，上述电涌抑制部6的各上述串联电路61分别构成为，将上述电阻611的一根引线611a连接于上述导线2，将上述电阻611的另一根引线611b电连接于上述电容器612的一根引线612a，将上述电容器612的另一根引线612b电连接于上述母线62，通过沿上述导线2配置上述电阻611且将上述电阻611的另一根引线611b或上述电容器612的一根引线612a以从上述导线2离开的方式折弯，以使上述电容器612比上述电阻611更从上述导线2离开的方式构成。
[0068]
[4]根据[3]所述的电机用配线材料1，上述母线62配置于在与上述导线2之间夹入上述电阻611的位置。
[0069]
[5]根据[1]至[4]任一项所述的电机用配线材料1，上述电涌抑制部6具有以一并覆盖三个上述串联电路61的方式模制树脂而成的罩部63，上述罩部63具有散热用的多个散
热片部631。
[0070]
[6]根据[5]所述的电机用配线材料1，具备一并覆盖上述多根导线2且在连结了上述多根导线的状态下进行保持的保持部3，上述罩部63具有卡定于上述保持部3的卡定部632，通过将上述卡定部632卡定于上述保持部3，上述电涌抑制部6被固定于上述保持部3。
[0071]
[7]根据[1]至[6]任一项所述的电机用配线材料1，上述电涌抑制部6的三个上述串联电路61的上述一端部被夹紧固定于上述端子4且分别电连接于各相的上述导线2。
[0072]
以上，说明了本发明的实施方式，但上述记载的实施方式并不限于涉及保护范围的发明的内容。另外，应该留意的是实施方式中所说明的特征的组合的全部未必是用于解决发明课题的方案必须的。另外，本发明可在不脱离其宗旨的范围内适当地变形而实施。