DE112016006082T5

DE112016006082T5 - Struktur eines elektrischen Verbindungsteils, Rotor und Motor, auf den diese Struktur angewendet wird, sowie Verfahren zum Bilden eines elektrischen Verbindungsteils

Info

Publication number: DE112016006082T5
Application number: DE112016006082.3T
Authority: DE
Inventors: Shou NAKAYAMA; Yoshiaki Maeda; Takeshi Hirano; Kenji MUNEDA; Keishirou MAKI
Original assignee: Mabuchi Motor Co Ltd
Current assignee: Mabuchi Motor Co Ltd
Priority date: 2015-12-28
Filing date: 2016-12-19
Publication date: 2018-09-06
Also published as: CN107251381A; US10707729B2; US20180026499A1; JP6744299B2; CN107251381B; JPWO2017115681A1; WO2017115681A1

Abstract

Hierbei handelt es sich um eine Struktur eines elektrischen Verbindungsteils, an dem ein Anschluss 53 eines stromführenden Teils 50 eines Motors und eine Wicklung thermisch gekoppelt sind. Der Anschluss 53 weist auf: einen auf Seite des Basisendes liegenden Rastteil 53a und einen auf der Spitzenseite liegenden Schmelzteil 53b. Die Wicklung 30 weist auf: einen Windungsteil 31, der auf dem Rastteil 53a gewickelt und dessen ein Ende 36 mit einer am Schmelzteil 53b erzeugten Schmelzkugel 55 gebunden ist, sowie einen Verbindungsdraht 33, der von einem gewickelt angeordneten Hauptwicklungsteil 34 des Motors gespannt angeordnet ist und auf das andere Ende des Windungsteils 31 folgt. Auf das eine Ende 36 des Windungsteils 31 wirkt ferner keine Spannung zum Ziehen des Verbindungsdrahts 33 auf die Seite des Hauptwicklungsteils 34.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Struktur eines elektrischen Verbindungsteils zwischen dem Anschluss eines stromführenden Teils des Motors und einer Wicklung, einen Rotor und einen Motor, auf den diese Struktur angewendet wird, sowie ein Verfahren zum Bilden eines elektrischen Verbindungsteils.
[Stand der Technik]
Herkömmlicherweise kommt als Motor, der als Energiequelle für verschiedenartige Vorrichtungen wie z. B. eine Bordelektrik oder eine Büromaschine arbeitet, ein Dauermagnet-DC-Motor zum Einsatz. Bspw. ist ein Motor mit einer Bürste bekannt, in dem auf einem Stator (Ständer) mit befestigten Dauermagneten ein Rotor, auf dem eine Wicklung gewickelt ist, drehbar gelagert ist. In diesem Motor dreht sich der Rotor, indem die Richtung des durch die Wicklung fließenden Stroms mittels einer statorseitigen Bürste und eines rotorseitigen Kommutators umgeschaltet wird.
Der Anschluss des Kommutators und das Ende der Wicklung werden elektrisch miteinander verbunden, indem diese durch eine thermische Kopplung (Kopplung-Prozess unter Verwendung von Wärme) wie z. B. Löten oder Schweißen eingeschweißt oder durch Aufschmelzen fest verbunden werden. In einigen Motoren ist der Kommutator mit einem Varistor zur Aufnahme einer elektrische Störungen verursachenden Stoßspannung bestückt, wobei der Anschluss des Kommutators und das Ende der Wicklung mittels Metallanschlusses des Varistors einstückig geschweißt sind (s. bspw. Patentliteratur 1).
[Ermittelte Schriften]
[Patentliteratur]
[Patentliteratur 1] JP Patentoffenlegungsschrift Nr. 2006-296023
[Übersicht der Erfindung]
[Zu lösende Aufgabe der Erfindung]
Falls der Anschluss des Kommutators und das Ende der Wicklung durch eine thermische Kopplung elektrisch verbunden werden, wird die Wicklung üblicherweise um den Anschluss gewunden und verrastet und danach von der Spitzenseite des Anschlusses her erfolgt ein Schweißen oder Löten. Hierbei ist die Wicklung auf dem Rotorkern u. dgl. mit einer vorgegebenen Spannung (eine sogenannte Wickelspannung) gewickelt, d. h. auf die Seite des Endes der um dem Anschluss gewundenen Wicklung wirkt eine an den Rotorkern u. dgl. gerichtete Zugkraft. Wenn ferner das Ende der in diesem Zustand mit dem Anschluss verrasteten Wicklung nicht entspannt stillsteht, wirkt auf das Ende der Wicklung eine als die Zugkraft größere Kraft zum Halten der Wicklung am Anschluss. D. h. im um den Anschluss gewundenen und verrasteten Zustand der Wicklung wirken auf die Seite des Wicklungsendes eine Zugkraft und eine Kraft zum Halten der Wicklung. Wenn hierbei Wärme bei einer thermischen Kopplung zugeführt wird und die letztere Kraft die erste Kraft unterschreitet, wird eine Unterbrechung der Wicklung herbeigeführt.
Für die obige Aufgabe ist es bspw. denkbar, dass ein Mittel zum Erhalten der Wicklung vorgesehen ist, damit keine Zugkraft auf die Seite des Wicklungsendes bei der thermischen Kopplung wirkt, und die Zugkraft bei der thermischen Kopplung möglichst verkleinert wird, um eine Leitungsunterbrechung bei der thermischen Kopplung zu verhindern. Durch diese Methode wirkt jedoch die Zugkraft ständig auf die Wicklung, die an der Basis einer Schmelzkugel positioniert ist, der nach dem Entfernen des Haltemittels durch die thermische Kopplung am Anschluss erzeugt wird. Es besteht daher die Gefahr, dass dieser Basisteil durch eine Alterung unterbrochen wird. Insbesondere dann, wenn die Motorgröße und der Drahtdurchmesser der Wicklung klein sind, beeinflusst mehr Zugkraft den Basisteil, was die Gefahr einer Leitungsunterbrechung erhöht.
Die vorliegende Erfindung erfolgte angesichts dieser Aufgabe und bezweckt zum einen eine Bereitstellung der Struktur eines elektrischen Verbindungsteils, der nach einer thermischen Kopplung des Anschlusses eines stromführenden Teils eines Motors und einer Wicklung eine Leitungsunterbrechung vermeiden kann, und dessen Bildungsverfahren sowie eines Rotors und eines Motors, auf den diese Struktur des elektrischen Verbindungsteils angewendet wird. Die vorliegende Erfindung wird ferner nicht auf diesen Zweck eingeschränkt, sondern es ist auch ein anderer Zweck gemäß der vorliegenden Erfindung, Wirkungen und Effekte zu erzielen, die durch die in den später beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung gezeigten jeweiligen Merkmalen eingeführt werden und durch herkömmliche Techniken nicht erzielt werden können.
[Mittel zum Lösen der Aufgabe]

(1) Bei der hier offenbarten Struktur eines elektrischen Verbindungsteils handelt es sich um die Struktur eines elektrischen Verbindungsteils, an dem ein Anschluss eines stromführenden Teils eines Motors und eine Wicklung thermisch gekoppelt sind, und die Struktur ist dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss einen auf der Seite des Basisendes positionierten Rastteil und einen auf der Seite der Spitze positionierten Schmelzteil aufweist, wobei die Wicklung einen Windungsteil, der auf dem Rastteil gewickelt ist und ein Ende mit einer am Schmelzteil erzeugten Schmelzkugel gebunden ist, und einen Verbindungsdraht aufweist, der von einem gewickelt angeordneten Hauptwicklungsteil des Motors gespannt angeordnet ist und auf das andere Ende des Windungsteils folgt, wobei auf das eine Ende des Windungsteils keine Spannung zum Ziehen des Verbindungsdrahts auf die Seite des Hauptwicklungsteils wirkt.
(2) Es ist bevorzugt, dass auf den Windungsteil nach der thermischen Kopplung eine Stützkraft zum Halten des Wicklungszustands auf dem Rastteil wirkt, wobei die Stützkraft größer als die Spannung ist.
(3) Es ist bevorzugt, dass der Anschluss eine Abteilung aufweist, die den Rastteil und den Schmelzteil abteilt und einen Zustand aufrechterhält, in dem die Stützkraft größer ist als die Spannung.
(4) Es ist bevorzugt, dass die Schmelzkugel dadurch erzeugt wird, dass seine Fortbewegung bei der thermischen Kopplung der Wicklung von der Spitzenseite des Anschlusses durch die Abteilung beschränkt wird.
(5) Es ist bevorzugt, dass die Abteilung in der Querschnittsfläche größer ist als der Rastteil.
(6) Es ist bevorzugt, dass die Abteilung einen Breitenabschnitt umfasst, der als der Rastteil breiter gebildet ist.
(7) Es ist bevorzugt, dass die Abteilung eine Verdickung umfasst, die als der Rastteil dicker gebildet ist.
(8) Es ist bevorzugt, dass am Schmelzteil eine Ausnehmung zur Reduzierung der Querschnittsfläche im Vergleich zur Abteilung gebildet ist.
(9) Es ist bevorzugt, dass die Abteilung einen heterogenen Teil gebildet aus einem als das Material der Schmelzkugel schwerer schmelzenden Material umfasst.
(10) Es ist bevorzugt, dass am Anschluss in der Reihenfolge vom Basisende her der Rastteil, die Abteilung und der Schmelzteil vorgesehen sind, und dass vom Windungsteil die Abteilung schräg durchquerende Übergangsdrähte umfasst sind, die derart angeordnet sind, dass die Anzahl an den entlang der hauptwicklungsteilseitigen Fläche des Anschlusses verlaufenden Übergangdrähten weniger ist als die Anzahl an den entlang der der Fläche abgewandten anderen Fläche verlaufenden Übergangsdrähten.
(11) Es ist bevorzugt, dass der stromführende Teil eine Leitplatte umfasst, auf der zusammen mit dem Kern des Motors die Wicklung gewickelt ist, wobei der Übergangsdraht lediglich auf der Seite der anderen Fläche des Anschlusses der Leitplatte vorgesehen ist.
(12) Es ist bevorzugt, dass die Schmelzkugel auf der Seite der anderen Fläche des Anschlusses positioniert ist.
(13) Es ist bevorzugt, dass der stromführende Teil eine Leitplatte umfasst, auf der zusammen mit dem Kern des Motors die Wicklung gewickelt ist, wobei in der Breitrichtung, die zur die Seite des Basisendes und die Seite der Spitze verbindenden Längsrichtung am Anschluss der Leitplatte orthogonal steht, die beiden Enden des Verbindungsdrahts auf derselben Seite positioniert sind.
(14) Es ist bevorzugt, dass die Spitze der Wicklung am Schmelzteil positioniert ist.
(15) Es ist bevorzugt, dass die Wicklung den Schmelzteil nicht überlappend gewickelt ist.
(16) Es ist bevorzugt, dass der Schmelzteil aus Materialien mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als des Materials der Wicklung gebildet ist.
(17) Es ist bevorzugt, dass das Material des Schmelzteils Phosphorbronze und das Material der Wicklung sauerstofffreies Kupfer ist.
(18) Der hier offenbarte Rotor ist dadurch gekennzeichnet, dass in einer der in den obigen Punkten (1) - (17) angegebenen Strukturen des elektrischen Verbindungsteils der Anschluss des stromführenden Teils und die Wicklung verbunden sind.
(19) Der hier offenbarte Motor ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass in einer der in den obigen Punkten (1) - (17) angegebenen Strukturen des elektrischen Verbindungsteils der Anschluss des stromführenden Teils und die Wicklung verbunden sind.
(20) Das hier offenbarte Verfahren zum Bilden eines ersten elektrischen Verbindungsteils ist ein Verfahren zum Bilden eines elektrischen Verbindungsteils zwischen einem Anschluss eines stromführenden Teils mit dem Anschluss, der basisendseitig einen Rastteil und spitzenseitig einen Schmelzteil aufweist sowie mit einer Wicklung eines Motors thermisch gekoppelt ist, und der Wicklung, wobei ein Wicklungs- und ein Kopplungsschritt vorgesehen sind. Im Wicklungsschritt werden vorgesehen: ein Hauptwicklungsteil des Motors, an dem die Wicklung gewickelt ist, ein erster Wicklungsteil, an dem die Wicklung über einen zwischen ihm und dem Hauptwicklungsteil befindlichen Verbindungsdraht auf dem Rastteil gewickelt ist, und ein zweiter Wicklungsteil, an dem die Wicklung vom ersten Wicklungsteil her kontinuierlich auf dem Schmelzteil gewickelt ist. Im Kopplungsschritt wird der Schmelzteil neben bzw. nach dem Wicklungsschritt geschmolzen und mit dem zweiten Wicklungsteil thermisch gekoppelt. Zudem wird im Wicklungsschritt die Wicklung derart gewickelt, dass die Stützkraft des ersten Wicklungsteils für den Rastteil größer ist als die Kraft, mit der der Verbindungsdraht auf die Seite des Hauptwicklungsteils hin gezogen wird. Im Kopplungsschritt wird die thermische Kopplung unter Aufrechterhaltung des Zustandes beendet, in dem die Stützkraft größer als die Spannung ist.
(21) Das hier offenbarte Verfahren zum Bilden eines zweiten elektrischen Verbindungsteils ist ein Verfahren zum Bilden eines elektrischen Verbindungsteils zwischen einem Anschluss eines stromführenden Teils eines Motors und einer Wicklung, wobei ein Formungs-, ein Wicklungs- und ein Kopplungsschritt vorgesehen sind. Im Formungsschritt wird der Anschluss in einer vorgegebenen Form geformt, in der die Seite des Basisendes des Anschlusses als Rastteil und die Spitzenseite als Schmelzteil sowie ein als der Schmelzteil am Basisende näher liegender Bereich als schwer schmelzender Teil, der als der Schmelzteil schwerer schmilzt, betrachtet ist. Im Wicklungsschritt werden nach dem Formungsschritt vorgesehen: ein Hauptwicklungsteil des Motors, an dem die Wicklung gewickelt ist, ein erster Wicklungsteil, an dem die Wicklung über den zwischen ihm und dem Hauptwicklungsteil gespannt angeordneten Verbindungsdraht auf dem Rastteil gewickelt ist, und ein zweiter Wicklungsteil, an dem die Wicklung vom ersten Wicklungsteil her kontinuierlich auf dem Schmelzteil gewickelt ist. Im Kopplungsschritt wird der Schmelzteil neben bzw. nach dem Wicklungsschritt geschmolzen und mit dem zweiten Wicklungsteil thermisch gekoppelt.

[Effekte der Erfindung]
Gemäß der offenbarten Struktur und Bildungsverfahren des elektrischen Verbindungsteils wirkt auf ein Ende des Windungsteils (erster Wicklungsteil) keine Spannung, die auf den Verbindungsdraht wirkt, so dass keine Beanspruchung durch Wickelspannung ausgeübt wird. Hierdurch kann eine alterungsbedingte Leitungsunterbrechung an einem Ende verhindert werden. Selbst wenn der elektrische Verbindungsteil mit Schwingungen beaufschlagt wird, wirkt keine Spannung auf ein Ende, so dass auch eine schwingungsbedingte Leitungsunterbrechung verhindert werden kann.
Figurenliste

[1] ist ein axialer Halbschnitt des Motors mit einem Rotor, auf den die Struktur eines elektrischen Verbindungsteils gemäß einer Ausführungsform angewendet wird.
[2] ist eine perspektivische Darstellung, in der der Rotor gemäß 1 vor einer Verschaltung demontiert gezeigt ist.
[3] sind Darstellungen von den Rotor gemäß 1 bildenden Bauteilen, wobei (a) ein axial gesehener Kern, (b) eine axial gesehene Leitplatte und (c) eine perspektivische Darstellung eines Kommutators ist.
[4] ist eine teilweise Seitenansicht für den Zustand nach der Verschaltung und Schweißung des Rotors gemäß 1 mit der Leiterplatte.
[5] ist eine axiale Schnittdarstellung für den Zustand vor der Verschaltung des Rotors gemäß 4 gezeigt ist.
[6] sind schematische Darstellungen eines Leiterplattenanschlusses, auf den die Struktur eines elektrischen Verbindungsteils gemäß der Ausführungsform angewendet wird, wobei (a) den Zustand vor der Schweißung und (b) den Zustand nach der Schweißung zeigen.
[7] sind schematische Darstellungen zur Erläuterung des Erzeugungsmechanismus einer Leitungsunterbrechung, wobei (a) den Zustand vor der Schweißung und (b) den Zustand nach der Schweißung zeigen.
[8] (a) ist eine Darstellung zur Erläuterung der Lage eines schwer schmelzenden Teils und (b) ist ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkung vom schwer schmelzenden Teil.
[9] ist ein Flussdiagramm für ein Beispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines Rotors, das das Verfahren zum Bilden eines Verbindungsteils gemäß der Ausführungsform umfasst.
[10] (a) - (c) sind schematische Darstellungen für abgewandelte Beispiele des Leiterplattenanschlusses gemäß 6(a).
[11] (a) - (f) sind schematische Darstellungen für abgewandelte Beispiele des schwer schmelzenden Teils.
[12] sind schematische Darstellungen für den Wicklungszustands einer Wicklung auf dem Leiterplattenanschluss gemäß einem abgewandelten Beispiel, wobei (a) eine axial gesehene Darstellung und (b) eine radial gesehene Darstellung ist.
[13] (a) und (b) sind Darstellungen, die den Darstellungen gemäß 12(a) und (b) nach der Schweißung jeweils entsprechen.
[14] ist ein abgewandeltes Beispiel der 12(a).
[15] ist eine schematische Darstellung für den Wicklungszustands einer Wicklung auf dem Kommutatoranschluss.

[Ausführungsform]
Unter Bezugnahme auf Zeichnungen werden die Struktur eines elektrischen Verbindungsteils gemäß einer Ausführungsform, ein Rotor und ein Motor, auf den diese Struktur angewendet wird, und ein Verfahren zum Bilden des elektrischen Verbindungsteils erläutert. Bei der im Folgenden offenbarten Ausführungsform handelt es sich um ein bloßes Beispiel, wobei keine Absicht vorliegt, verschiedene, in der folgenden Ausführungsform nicht explizit offenbarte Variationen oder Anwendung der Technik auszuschließen. Die jeweiligen Merkmale gemäß der vorliegenden Ausführungsform können verschiedenartig variiert ausgeführt werden, soweit diese nicht von ihren Sinnen ausweichen. Die Merkmale können ferner nach Bedarf ausgewählt oder den Umständen entsprechend kombiniert werden.
In der vorliegenden Ausführungsform ist ein DC-Motor mit einer Bürste als Beispiel gezeigt, wobei hinsichtlich der Struktur eines Verbindungsteils, der den Anschluss eines den Rotor dieses Motors strukturierenden stromführenden Teils mit einer Wicklung durch thermische Kopplung elektrisch verbindet, und eines Verbindungsteils, der durch die thermische Kopplung elektrisch verbunden ist, erläutert wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist ferner als Wicklungsmethode (Schaltungsstruktur) der Wicklung eine Y-Schaltungsmethode (Schaltung einer Y-Schaltung) gezeigt. D. h. der Rotor gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist versehen mit einer Wicklung, die durch die Y-Schaltungsmethode verbunden ist, einem Kommutator, mit dem ein Ende dieser Wicklung verbunden ist, und einer Leiterplatte, mit der das andere Ende der Wicklung verbunden ist.
Der Kommutator und die Leiterplatte sind vom stromführenden Teil umfasst. In der vorliegenden Ausführungsform ist als Beispiel gezeigt, dass der Verbindungsteil des Anschlusses des Kommutators mit der Wicklung durch Löten gekoppelt sowie der Verbindungsteil des Anschlusses der Leiterplatte mit der Wicklung durch Schweißen gekoppelt sind. Im Folgenden sind die jeweiligen Merkmale des Motors und des Rotors, der Kommutator als stromführender Teil sowie die Verbindungsstruktur des Verbindungsteils zwischen den jeweiligen Anschlüssen der Leiterplatte und der Wicklung erläutert. Anschließend wird das Verfahren zur Bildung des Verbindungsteils erläutert.
[Gesamtaufbau]
1 ist der axiale Halbschnitt des DC-Motors 1 (nachstehend „Motor 1“ genannt) gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Beim Motor 1 handelt es sich um einen Dauermagnet-DC-Motor mit einer Bürste, in dem ein Stator 2, ein Rotor 3 und eine Rotorkappe 4 vorgesehen sind.
Der Stator 2 ist mit einem mit einem Boden versehen und zylindrisch gebildeten Gehäuse 2A und einem entlang der Innenumfangsfläche des Gehäuses 2A befestigten Dauermagneten 2B versehen. Der Dauermagnet 2B liegt im zusammengebauten Zustand des Rotors 3 dem Kern 20 des Rotors 3 gegenüber und ist umgebend in axialer Richtung verlaufend vorgesehen. Ein Ende und das andere Ende in axialer Richtung des Dauermagneten 2B gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind jeweils an über ein entsprechendes Ende und das andere Ende des Kerns 20 hinausgehenden Stellen angeordnet. Hinsichtlich des Gehäuses 2A ist ein Raum 2C zwischen der auf Seite der Rotorkappe 4 liegenden Stirnfläche des Dauermagneten 2B und der Rotorkappe 4 gebildet. An der Bodenmitte des Gehäuses 2A ist ferner eine kreisförmige Bohrung 2h hindurch angeordnet. In diese Bohrung 2h passt ein Lagerhalter 2D hinein. Der Lagerhalter 2D weist ein Lager 2E auf, das ein Ende der Welle 10 des Rotors 3 drehbar lagert.
Die Rotorkappe 4 ist mit einem Hauptkörperteil 4A, der am Öffnungsteil des Gehäuses 2A befestigt ist, einer am Hauptkörperteil 4A gehaltenen Bürste 4B und zwei Anschlussklemmen 4C zur Stromversorgung des Motors 1 versehen. Die Bürste 4B ist ein Bauteil, das am später beschriebenen Bürstenkontakt 42a des Kommutators 40 gleitend anliegt, an einem Bürstenbasisteil (nicht dargestellt) gelagert und mit den Anschlussklemmen 4C verbunden. Die Anschlussklemme 4C ist im Zustand, in dem die Rotorkappe 4 am Gehäuse 2A befestigt ist, am Hauptkörperteil 4A derart befestigt, dass diese nach außen des Gehäuses 2A hinausragt. Im Mittenabschnitt des Hauptkörperteils 4A ist eine kreisförmige Bohrung 4h hindurch angeordnet. In diese Bohrung 4h passt ein Lager 4E hinein, das das andere Ende der Welle 10 drehbar lagert.
Der Rotor 3 ist mit dem sich mit der Welle 10 einstückig drehenden Kern 20, einem an der Welle 10 befestigten Kommutator 40 und einer Leiterplatte 50 versehen. Die Welle 10 ist eine Drehachse zum Lagern des Rotors 3 und funktioniert auch als Abtriebswelle, die die Leistung des Motors 1 nach außen extrahiert. Der Kern 20 ist ein aus mehreren geschichteten Stahlplatten in gleicher Form bestehender Schichtkern, an dessen Mitte die Welle 10 im Zustand befestigt ist, in dem ihre axiale Richtung mit der Stapelrichtung der Stahlplatten übereinstimmt. Auf den Kern 20 wird ferner eine durch eine Y-Schaltungsmethode verbundene Wicklung 30 gewickelt.
Wie in 2 und 3(a) gezeigt, weist der Kern 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Außenform mit einer dreizähligen Rotationssymmetrie auf. Konkret besteht der Kern 20 aus einem Mittenabschnitt 21, durch den die Welle 10 hindurchgeführt wird, und in dem drei Keilnuten 25 gebildet sind, drei vom Mittenabschnitt 21 nach radial außen verlaufenden Zahnteilen 22, und drei Kreisbogenteilen 23, die am Außenende der jeweiligen Zahnteilen 22 in Umfangsrichtung voneinander beabstandet vorgesehen sind, und ein Schlitz 24, der von den auf der Spitzenseite des einzelnen Zahnteils 22 liegenden Kreisbögen 23 umgeben ist, wird gebildet. Dieser Schlitz 24 ist eine in axialer Richtung des Kerns 20 verlaufene Nut und in Umfangsrichtung des Kerns 20 in gleichen Abständen werden drei Schlitze gebildet. Auf dem Zahnteil 22 des Kerns 20 ist die Wicklung 30 von einer vorgegebenen Windungsanzahl durch die beidseitigen Schlitze 24 des Zahnteils 22 gewickelt. Der Teil des Kerns 20, auf dem die Wicklung 30 gewickelt ist, ist ferner mit einer Isolierschicht (nicht dargestellt) beschichtet, um die Isolierfähigkeit zu behalten.
Wie in 4 gezeigt, ist die Wicklung 30 ein isolierter Draht, der durch Bestromung eine magnetische Kraft erzeugt. Beim Material der Wicklung 30 gemäß der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich um ein hochreines Kupfer (sauerstofffreies Kupfer), wie z. B. einen emaillierten Kupferdraht, der mit einer Beschichtung wie Polyurethan usw. abgedeckt ist. Die Wicklung 30 kann ferner aus Materialien außer dem hochreinen Kupfer (bspw. eine Phosphorbronze, eine Kupferlegierung und Metalle abgehen von Kupfer) bestehen. Die auf jedem Zahnteil 22 des Kerns 20 gewickelte Wicklung 30 wird durch eine Y-Schaltungsmethode verbunden. D. h. hinsichtlich der Wicklung 30 wird ein Ende mit einem von drei Anschlüssen 42b (nachstehend „Kommutatoranschlüsse 42b“ genannt) des später beschriebenen Kommutators 40 verbunden und danach auf einem der drei Zahnteile 22 des Kerns 20 gewickelt und das andere Ende mit einem entsprechenden der drei Anschlüsse 53 (nachstehend „Leiterplattenanschluss 53“ genannt) der später beschriebenen Leiterplatte 50 verbunden. Indem diese Verarbeitung bspw. durch eine Wickelvorrichtung an jedem Zahnteil 22 ausgeführt wird, kann der Rotor 3 durch eine Y-Schaltungsmethode gebildet werden. Nachstehend ist die auf dem Kern 20 gewickelte Wicklung 30 als Hauptwicklungsteil 34 und der Teil (ein bergähnlich verdickter Teil) des Hauptwicklungsteils 34, der sich von der Stirnfläche des Kerns 20 erhebt, als Wickelwölbung 35 genannt. Der Hauptwicklungsteil 34 ist auch ein Teil der Wicklung 30, der gewickelt angeordnet ist und eine magnetische Kraft erzeugt.
Wie in 2 und 3(c) gezeigt, weist der Kommutator 40 auf: einen Trägerkörper 41, der an der Welle 10 befestigt, aus einem Harz hergestellt und ein rohrförmiges isolierendes Bauteil ist, und drei Kommutatorstücke 42 aus Metall. Beim Material des Kommutatorstücks 42 gemäß der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich um ein hochreines Kupfer (sauerstofffreies Kupfer). Das Kommutatorstück 42 kann aus Materialien bestehen, deren Schmelzpunkt zumindest höher ist als des Hartlötmaterials (bspw. Lot), wie z. B. aus einer Phosphorbronze, einer Kupferlegierung und Metallen abgehen von Kupfer (Gold, Silber usw.). Hinsichtlich des Kommutators 40 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist, wie in 5 gezeigt, ein Varistor 43 zur Aufnahme einer elektrische Störungen verursachenden Stoßspannung am Außenumfang eines Drückteils 44 angeordnet und eingebaut.
Der Trägerkörper 41 des Kommutators 40 weist auf: einen ersten Zylinder 41a, in den das Kommutatorstück 42 eingebaut ist, einen Mittenabschnitt 41b, dessen Durchmesser im Vergleich zum ersten Zylinder 41a vergrößert wird, einen zweiten Zylinder 41c, der über den Mittenabschnitt 41b auf einer dem ersten Zylinder 41a abgewandten Seite vorgesehen ist, und drei Fußabschnitte 41d (Isolierungen), die vom zweiten Zylinder 41c in axialer Richtung hinausragend vorgesehen sind. Am Umfang des zweiten Zylinders 41c ist die Wickelwölbung 35 positioniert (s. 1 und 4). Der Fußabschnitt 41d ist ein Vorsprung, der von einer ringförmigen Kante des zweiten Zylinders 41c hinausragend vorgesehen ist, und in Umfangsrichtung in gleichen Abständen vorgesehen. Der Fußabschnitt 41d dient dazu, die Position der Leiterplatte 50 in Umfangs- und Radialrichtung gegenüber der Welle 10 einzuschränken und die Leiterplatte 50 von der Welle 10 zu isolieren.
Das Kommutatorstück 42 weist auf: einen Bürstenkontakt 42a, an dem die Bürste 4B gleitend anliegt, und den Kommutatoranschluss 42b, mit dem die Wicklung 30 verbunden ist. Der Bürstenkontakt 42a nimmt eine Form eines in drei Teile aufgeteilten Zylinders an und die Innenumfangsfläche mit der Außenumfangsfläche des ersten Zylinders 41a des Trägerkörpers 41 im Flächenkontakt steht. Das Kommutatorstück 42 ist am Trägerkörper 41 befestigt, indem dieser im Zustand, in dem die Innenumfangsfläche des Bürstenkontakts 42a mit der Außenumfangsfläche des ersten Zylinders 41a im Flächenkontakt steht, mit dem ringförmigen Drückteil 44 bestückt ist.
Der Kommutatoranschluss 42b ist ein flaches Bauteil, das von einem kreisbogenförmigen Ende des Bürstenkontakts 42a nach radial außen hinausragend vorgesehen ist, wird zum Einrasten (Einhängen) die Wicklung 30 von einigen Windungen gewickelt und danach durch eine thermische Kopplung (Kopplung-Prozess unter Verwendung von Wärme) wie z. B. Schweißen oder Löten gekoppelt. Der Kommutatoranschluss 42b gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird durch Löten mit der Wicklung 30 gekoppelt. Mit dem schwarz lackierten Teil 45 in 4 ist ein Lot dargestellt. Das Material des Kommutatoranschlusses 42b gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ferner ein hochreines Kupfer (sauerstofffreies Kupfer).
Der Kommutatoranschluss 42b weist auf: einen Rastteil 42c, der auf Seite des Basisendes in Längsrichtung (Radialrichtung) positioniert ist, einen Schmelzteil 42d, der auf der Spitzenseite positioniert ist, und einen zwischen diesen vorgesehenen Breitenabschnitt 42e. D. h. sind am Kommutatoranschluss 42b in der Reihenfolge von innen nach außen der Radialrichtung der Rastteil 42c, der Breitenabschnitt 42e und der Schmelzteil 42d vorgesehen. Die Verbindungsstruktur einschließlich einer konkreten Form des Kommutatoranschlusses 42b [Struktur des Verbindungsteils zwischen dem Kommutatoranschluss 42b und der Wicklung 30] wird später beschrieben.
Die Leiterplatte 50 ist ein metallisches plattenförmiges Bauteil, das elektrischen Neutralpunkt bildet und wird, wie in 1 und 5 gezeigt, zwischen dem Kommutatoranschluss 42b des Kommutators 40 und dem Kern 20 auf die Welle 10 über den Fußabschnitt 41d des Kommutators 40 aufgesetzt. Die Leiterplatte 50 ist derart angeordnet, dass der mit der Wicklung 30 verbundene Leiterplattenanschluss 53 an der Rotorkappe 4 näher als die Wickelwölbung 35 der auf dem Kern 20 gewickelten Wicklung 30 und am Kern 20 näher als der Kommutatoranschluss 42b positioniert ist. D. h. die axiale Position der Leiterplatte 50 wird auf den Mittenabschnitt 70 zwischen der Wickelwölbung 35 und den Kommutatoranschluss 42b festgelegt, damit der Leiterplattenanschluss 53 sowohl von der Wickelwölbung 35, als auch vom Kommutatoranschluss 42b beabstandet ist. Hierdurch wird eine Interferenz zwischen dem Leiterplattenanschluss 53 und der Bürste 4B vermieden und weniger Wärme bei einer thermischen Kopplung des Leiterplattenanschlusses 53 mit der Wicklung 30 auf die Wicklung 30 übertragen.
Wie in 2 und 3(b) gezeigt, weist die Leiterplatte 50 eine Außenform mit einer dreizähligen Rotationssymmetrie auf. Konkret weist die Leiterplatte 50 auf: einen flachen Abschnitt 51, der die Durchgangsbohrung 51h zum Einsetzen der Welle in der Mitte hat, drei Leiterplattenanschlüsse 53, die vom flachen Abschnitt 51 radial außen vorgesehen sind, und eine zwischen diesen kontinuierlich angeordnete aufstehende Wand 52. Die Leiterplatte 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist als einziges Brett aus einem hochreinen Kupfer (sauerstofffreien Kupfer) gebildet. Das Material der Leiterplatte 50 wird ferner nicht auf ein hochreines Kupfer (sauerstofffreies Kupfer) beschränkt, sondern stehen z. B. eine Phosphorbronze, eine Kupferlegierung und Metalle abgehen von Kupfer (Gold, Silber usw.) auch zur Verfügung. Die Leiterplatte 50 kann zumindest aus Materialien gebildet sein, deren Schmelzpunkt höher ist als des Hartlötmaterials (bspw. Lot).
Der flache Abschnitt 51 ist ein Bauteil, das einen elektrischen Neutralpunkt bildet, und weist auf: einen ringförmigen Abschnitt 51a, durch den die Welle 10 hindurchgeführt wird, und drei verlängerten Abschnitte 51b, die vom ringförmigen Abschnitt 51a nach radial außen verlaufen. Auf der verlängerten Linie der jeweils in radialer Richtung verlängerten drei Abschnitten 51b sind die aufstehende Wand 52 und der Leiterplattenabschnitt 53 vorgesehen. Die Durchgangsbohrung 51h in der Mitte des ringförmigen Abschnitts 51a hat einen etwas größeren Innendurchmesser als der Außendurchmesser der Welle 10 und ferner eine Vertiefung 51g, in die der Fußabschnitt 41d des Trägerkörpers 41 des Kommutators 40 eingreift. Hierdurch steht die Leiterplatte 50 nicht mit der Welle 10 in Kontakt und über den Fußabschnitt 41d die Position in Umfangs- und Radialrichtung gegenüber der Welle 10 werden eingeschränkt. Der Fußabschnitt 41d greift ferner auch in die Keilnut 25 des Kerns 20 ein.
Die aufstehende Wand 52 ist ein Bauteil zum Festsetzen der axialen Position des Leiterplattenanschlusses 53 und vom Ende von radial außen des verlängerten Abschnitts 51b auf dem flachen Abschnitt 51 in zum flachen Abschnitt 51 orthogonaler Richtung verlaufend (aufstehend) vorgesehen. Wie in 2 - 5 gezeigt, ist hinsichtlich der Leiterplatte 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der flache Abschnitt 51 auf der Stirnfläche des Kerns 20 über eine Isolierschicht angebracht. D. h. hinsichtlich der Leiterplatte 50 ist der verlängerte Abschnitt 51b auf dem Zahnteil 22 des Kerns 20 angebracht und der flache Abschnitt 51 wird zusammen mit dem Zahnteil 22 von der Wicklung 30 gewickelt. Da die aufstehende Wand 52 die Position des Leiterplattenanschlusses 53 beim Anbringen des flachen Abschnittes 51 auf die Stirnfläche des Kerns 20 festsetzt, wird die Positionierung der Leiterplatte 50 vereinfacht.
Der Leiterplattenanschluss 53 ist ein flaches Bauteil, das vom dem verlängerten Abschnitt 51b der aufstehenden Wand 52 abgewandten Ende (Ende in der verlängerten Richtung) nach radial außen hinausragend vorgesehen ist, wird zum Einrasten (Einhängen) von der Wicklung 30 von einigen Windungen gewickelt und danach durch eine thermische Kopplung (Kopplung-Prozess unter Verwendung von Wärme) wie z. B. Schweißen oder Löten gekoppelt. Der Leiterplattenanschluss 53 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist aus einem hochreinen Kupfer (sauerstofffreiem Kupfer) gebildet und durch einen Wolfram-Inertgasschweißen mit der Wicklung 30 gekoppelt. Mit dem in 1, 4 und 6(b) vernetzten Bauteil 55 ist eine Schweißkugel dargestellt, der durch Schmelzen und Härten des Leiterplattenanschlusses 53 erzeugt wird. Die Art des Schweißens wird ferner nicht auf den Wolfram-Inertgasschweißen eingeschränkt, sondern ein weiteres Lichtbogenschweißen kann auch angewendet werden. Die Verbindungsstruktur einschließlich einer konkreten Form des Leiterplattenanschlusses 53 [Struktur des Verbindungsteils zwischen dem Leiterplattenanschluss 53 und der Wicklung 30] wird später beschrieben.
Der Leiterplattenanschluss 53 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in einem montierten Zustand, in dem die Leiterplatte 50 auf der Welle 10 aufgesetzt ist, orthogonal zur axialen Richtung der Welle 10 von der aufstehenden Wand 52 nach außen hinausragend vorgesehen. Hiermit kann bei einer thermischen Kopplung der Wicklung 30 mit dem Leiterplattenanschluss 53 auf den Leiterplattenanschluss 53 leicht gezielt werden, so dass die Arbeitseffizienz der Kopplung erhöht wird. Durch Vorsehen eines Leiterplattenanschlusses 53 in zur axialen Richtung orthogonaler Richtung muss eine Schweißelektrode bei der Kopplung lediglich in zur axialen Richtung orthogonaler Richtung bewegt werden, so dass die Fertigungsanlagen leicht gesteuert werden. Indem ferner der Leiterplattenanschluss 53 in zur axialen Richtung der Welle 10 orthogonaler Richtung hinausragend vorgesehen ist, wird die Entfernung vor der Wickelwölbung 35 größer, so dass weniger Wärme bei der Kopplung auf die Wicklung 30 übertragen wird.
Die aufstehende Wand 52 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist vom flachen Abschnitt 51 in vertikaler Richtung gebogen gebildet und aufstehend vorgesehen. Da diese parallel zur axialen Richtung der Welle 10 vorgesehen ist, ist der Leiterplattenanschluss 53 in zur aufstehenden Wand 52 orthogonaler Richtung hinausragend vorgesehen. Indem die aufstehende Wand 52 in zum flachen Abschnitt 51 orthogonaler Richtung verlängert vorgesehen ist, wird die Länge der aufstehenden Wand 52, die zur Anordnung des Leiterplattenanschlusses 53 an einer vorgegebenen Position erforderlich ist, minimiert.
Der Leiterplattenanschluss 53 ist im zentralen Bereich in axialer Richtung des Mittenabschnittes 70 zwischen der Wickelwölbung 35 und dem Kommutatoranschluss 42b angeordnet, da die Vorteile vorhanden sind, dass mit größer werdendem Abstand des Leiterplattenanschlusses 53 von der Wickelwölbung 35 der Einfluss der zur Wicklung 30 übertragenen Wärme verkleinert wird, und dass mit kleiner werdendem Abstand des Leiterplattenanschlusses 53 an die Wickelwölbung 35 die Wicklung 30 leichter gewickelt werden kann. D. h., indem die axiale Position des Leiterplattenanschlusses 53 im zentralen Bereich des Mittenabschnittes 70 liegt, wird eine Wärmeübertragung bei der Kopplung unterdrückt und die Wicklungsleichtigkeit auf dem Kern 20 sichergestellt. Hier ist mit dem zentralen Bereich nicht die genaue Mitte der axialen Länge L des Mittenabschnitts 70, sondern eine vorgegebene Breite einschließlich der Mitte gemeint. D. h. hinsichtlich der Leiterplatte 50 wird die Höhe (axiale Länge) der aufstehenden Wand 52 derart vorgegeben, dass der Leiterplattenanschluss 53 im Zustand, in dem der flache Abschnitt 51 auf der Stirnfläche des Kerns 20 aufgebracht ist, im zentralen Bereich mit einem nahezu gleichen Abstand von der Wickelwölbung 35 und dem Kommutatoranschluss 42b positioniert ist.
D. h. ist die Spitze des Leiterplattenanschlusses 53 radial außen von der Außenumfangsfläche des Kerns 20 positioniert und von der Wickelwölbung 35 beabstandet vorgesehen. Hierdurch wird eine Wärme bei der Kopplung noch schwerer auf die Wicklung 30 übertragen. Die Wicklung 30 kann sich ferner lediglich nach radial innen von der aufstehenden Wand 52 der Leiterplatte 50 wickeln. Demgegenüber, indem der Leiterplattenanschluss 53 radial außen von der Außenumfangsfläche des Kerns 20 hinausragend vorgesehen ist, ist die radiale Position der aufstehenden Wand 52 relativ gleich mit der Position der Außenumfangsfläche des Kerns 20 und der Raum (radiale Länge), in dem die Wicklung 30 gewickelt werden kann, wird vergrößert. D. h. die radiale Länge des verlängerten Abschnitts 51b des flachen Abschnitts 51 ist gleich mit der radialen Länge des Zahnteils 22, so dass die Breite (radiale Länge) der auf dem Kern 20 zu wickelnden Wicklung 30 nicht durch die Leiterplatte 50 eingeschränkt wird.
Die Länge in Längsrichtung des Leiterplattenanschlusses 53 kann sich ferner vor und nach der Schweißung ändern. Es wird jedoch bevorzugt, dass der Leiterplattenanschluss 53 vor und nach der Schweißung radial außen von der Außenumfangsfläche des Kerns 20 hinausragend vorgesehen ist. Der Leiterplattenanschluss 53 ist ferner, wie in 1 gezeigt, im Zustand, in dem der Rotor 3 im Stator 2 montiert ist, im Raum 2C des Gehäuses 2A angeordnet. Hier steht der Leiterplattenanschluss 53 mit der Innenumfangsfläche des Gehäuses 2A nicht in Kontakt. Mit anderen Worten nimmt die Leiterplatte 50 eine Form an, in der diese im Zustand, in dem der Rotor 3 im Stator 2 montiert ist, also die Form nach der Schweißung, nicht mit der Innenumfangsfläche des Gehäuses 2A in Kontakt steht.
Da die Leiterplatte 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, zusammen mit dem Kern 20, von der Wicklung 30 gewickelt ist, wird die Leiterplatte 50 von der Wicklung 30 isoliert. Konkret ist, wie in 2, 4 und 5 gezeigt, auf einer an die Wellenspitze gerichteten Fläche der Leiterplatte 50 (einer dem Kern 20 abgewandten Fläche) der Isolator 60 anliegend angeordnet. Der Isolator 60 ist ein isolierendes Bauteil, das eine Außenform mit einer dreizähligen Rotationssymmetrie aufweist. Der Isolator 60 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist auf: einen isolierenden flachen Abschnitt 61, der auf einer der Isolierschicht des flachen Abschnitts 51 abgewandten Fläche angebracht ist, und eine isolierende aufstehende Wand 62, die entlang der Innenfläche (nach radial innen gerichteter Fläche) der aufstehenden Wand 52 verläuft. Der Isolator 60 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist aus Materialien mit hoher Hitzebeständigkeit geformt.
Der isolierende flache Abschnitt 61 weist auf: einen ringförmigen Abschnitt, der als der ringförmige Abschnitt 51a am flachen Abschnitt 51 der Leiterplatte 50 in Radial- und Umfangsrichtung etwas größer ist, und drei verlängerte Abschnitte, die vom ringförmigen Abschnitt nach radial außen verlaufend vorgesehen sind. Die isolierende aufstehende Wand 62 ist ferner in einer in Umfangsrichtung etwas größeren Form als die aufstehende Wand 52 der Leiterplatte 50 und in einer Länge gebildet, mit der die axiale Länge vom flachen Abschnitt 51 der Leiterplatte 50 den Leiterplattenabschnitt 53 erreicht. Hierdurch wird die Isolierfähigkeit zwischen der Leiterplatte 50 und der Wicklung 30 sichergestellt. Zudem ist die isolierende aufstehende Wand 62 zwischen dem Leiterplattenanschluss 53 der Leiterplatte 50 und der Wickelwölbung 35 aufstehend vorgesehen. Hierdurch wird eine Wärmeübertragung bei der Kopplung durch den Isolator 60 unterbrochen. Mit anderen Worten dient der Isolator 60 auch als Wärmeabschirmplatte.
[Struktur eines Verbindungsteils]
Als nächstes wird die Struktur eines Verbindungsteils (Verbindungsstruktur) zwischen dem Leiterplattenanschluss 53 und der Wicklung 30 unter Erläuterung einer konkreten Form des Leiterplattenanschlusses 53 erläutert. 6(a) und (b) ist eine vergrößerte schematische Darstellung des Leiterplattenanschlusses 53, wobei (a) die Form vor der Schweißung und (b) die Form nach der Schweißung darstellt. Gemäß diesen Zeichnungen wird der Leiterplattenanschluss 53 in axialer Richtung (in Richtung der Materialstärke des Leiterplattenanschlusses 53) gesehen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Kommutatoranschluss 42b, der mit einem Ende der Wicklung 30 verbunden ist, in der mit dem Leiterplattenanschluss 53 gleichen Form gebildet und mit der mit dem Leiterplattenanschluss 53 gleichen Funktion versehen. Die Struktur des Verbindungsteils zwischen dem Kommutatoranschluss 42b und der Wicklung 30 wird daher nach der Erläuterung des Leiterplattenanschlusses 53 kurz erläutert.
Wie in 6(a) gezeigt, weist der Leiterplattenanschluss 53 vor der Schweißung auf: einen Rastteil 53a, der am Basisende in Längsrichtung (Radialrichtung) positioniert ist, einen spitzenseitig positionierten Schmelzteil 53b und einen zwischen diesen vorgesehenen Breitenabschnitt 53c (Abteilung).
Gemäß der vorliegenden Verbindungsstruktur weisen der Rastteil 53a und der Schmelzteil 53b eine einander gleiche Breite und Dicke auf und dienen als Bauteil, auf dem die Wicklung 30 von mehreren Windungen gewickelt ist. Geschweißt wird jedoch der Schmelzteil 53b und der Windungszustand der Wicklung 30 um den Rastteil 53a ändert sich vor und nach der Schweißung nicht. D. h. die auf dem Schmelzteil 53b gewickelte Wicklung 30 (nachstehend „zweiter Wicklungsteil 32“ genannt) ist als thermisch gekoppelter Teil mit dem Leiterplattenanschluss 53 vorgesehen, während die auf dem Rastteil 53a gewickelte Wicklung 30 (nachstehend „erster Wicklungsteil 31“ genannt) ist als nicht thermisch gekoppelter Teil vorgesehen, der mit dem Leiterplattenanschluss 53 nicht thermisch gekoppelt ist. Der erste Wicklungsteil 31 (Windungsteil) ist ein Teil der Wicklung 30, die über den Verbindungsdrahts 33 im Zustand, in dem eine Spannung (eine später beschriebene Verbindungsspannung F1) zwischen ihm und dem Hauptwicklungsteil 34 wirkt, vorgesehen ist. Der zweite Wicklungsteil 32 ist ein Teil der Wicklung 30, die auf den ersten Wicklungsteil 31 folgend vorgesehen ist. D. h. der Verbindungsdraht 33 ist ein Teil der Wicklung 30, die vom Hauptwicklungsteil 34 gespannt angeordnet und auf das andere Ende des ersten Wicklungsteils 31 folgt.
Auf dem Rastteil 53a ist über den Verbindungsdraht 33 im Zustand, in dem eine mit einer Spannung (einer so genannten Wickelspannung) des auf dem Kern 20 gewickelten Hauptwicklungsteils 34 nahezu gleiche Spannung (Verbindungsspannung F1) wirkt, mit einer vorgegebenen Spannung (einer so genannten Einhängespannung) die Wicklung 30 von mehreren Windungen gewickelt. Dieser Rastteil 53a hat die Funktion zum Einrasten der Wicklung 30 am Leiterplattenanschluss 53 vor und nach der Schweißung. Auf den Schmelzteil 53b wird die Wicklung 30 von mehreren Windungen mit einer mit dem ersten Wicklungsteil 31 nahezu gleichen Spannung vom ersten Wicklungsteil 31 kontinuierlich gewickelt. Der Schmelzteil 53b ist ein Teil, der bei einer Schweißung mit der Wicklung 30 schmilzt und hieraus die in 6(b) gezeigte Schmelzkugel 55 erzeugt wird, und hat die Funktion zu einer elektrischen Verbindung des Leiterplattenanschlusses 53 und der Wicklung 30 durch Schweißen.
Der Breitenabschnitt 53c ist ein Teil, das zwischen dem Rastteil 53a und dem Schmelzteil 53b positioniert ist, diese abteilt und als der Rastteil 53a und der Schmelzteil 53b breiter (mit einer vergrößerten Breite) gebildet ist. D. h. der Breitenabschnitt 53c ist in der Querschnittsfläche (eine in zur Längsrichtung orthogonaler Richtung geschnittene Querschnittsfläche) größer als der Rastteil 53a und der Schmelzteil 53b. Da der Breitenabschnitt 53c eine größere Heizkapazität als die anderen Teile 53a, 53b des Leiterplattenanschlusses 53 aufweist, arbeitet dieser auf einer als der Schmelzteil 53b dem Basisende näheren Seite als schwer schmelzender Teil mit schwerer schmelzenden Eigenschaften als der Schmelzteil 53b.
Der Breitenabschnitt 53c gemäß der vorliegenden Ausführungsform nimmt, axial gesehen, eine elliptische Form an und ist mit einer mit dem Rastteil 53a und dem Schmelzteil 53b gleichen Dicke vorgesehen. Die gesamte Form des Leiterplattenanschlusses 53 ist, axial gesehen, eine Kreuzform an. Der Breitenabschnitt 53c kann ferner auch rechteckig, oval, dreieckig usw. gebildet werden. Die Wicklung 30 ist nicht auf dem Breitenabschnitt 53c gewickelt, sondern schräg durchquerend vorgesehen.
Der Breitenabschnitt 53c (schwer schmelzender Teil) ist ein Teil zur Verzögerung einer Schmelzgeschwindigkeit bei der Schweißung und verzögert die Fortbewegung der Schmelzkugel 55 bei einer Schweißung des Leiterplattenanschlusses 53 von der Spitzenseite. Mit anderen Worten wird die Schmelzkugel 55 am Breitenabschnitt 53c auf seine Fortbewegung hin eingeschränkt (verzögert). Dies führt dazu, dass, wenn die Schweißarbeit in der Zeit beendet wird, in der die Schmelzkugel 55 im Breitenabschnitt 53c vorliegt, der Rastteil 53a nicht schmilzt und der Rastzustand der Wicklung 30 am Leiterplattenanschluss 53 gehalten wird. Gemäß der vorliegenden Verbindungsstruktur wird also auf dem Leiterplattenanschluss 53 die Wicklung 30 an den beiden des Rastteils 53a und des Schmelzteils 53b gewickelt und der Breitenabschnitt 53c ist derart vorgesehen, dass lediglich der letztere des Rastteils 53a und des Schmelzteils 53b schmilzt, um eine Unterbrechung der Wicklung 30 beim Schweißen zu verhindern. Wie oben beschrieben, hat der Breitenabschnitt 53c die Funktion zur Einschränkung (Unterbrechung), damit sich die Schmelzkugel 55 bei einer Schweißung auf der Seite des Schmelzteils 53b nicht an den Rastteil 53a fortbewegt.
Der Erzeugungsmechanismus einer Leitungsunterbrechung bei einer Schweißung wird anhand von 7(a) und (b) erläutert. In 7 (a) und (b) ist dargestellt, dass auf einem Anschluss 5 mit einer vereinfachten Form des oben beschriebenen Leiterplattenanschlusses 53 eine Wicklung 6 gewickelt ist, wobei die Beziehung (Diagramm) einer Kraft zur Schweißlänge gezeigt ist. Mit (a) ist der Zustand vor der Schweißung und (b) der Zustand nach der Schweißung gezeigt. Der Anschluss 5 ist aus einem einzigen Material flach gebildet und weist eine gleichmäßige Querschnittsform auf. Die Wicklung 6 entspricht der oben beschriebenen Wicklung 30 und weist auf: einen auf Seite des Basisendes des Anschlusses 5 gewickelten ersten Wicklungsteil 6a (Windungsteil), einen auf den ersten Wicklungsteil 6a folgend vorgesehenen, auf Spitzenseite des Anschlusses 5 gewickelten zweiten Wicklungsteil 6b und einen Verbindungsdraht 6c, der von einem gewickelt angeordneten Hauptwicklungsteil 6d gespannt angeordnet ist und auf ein Ende (das andere Ende) des ersten Wicklungsteils 6a folgt.
Auf den Verbindungsdraht 6c wirkt eine Zugkraft (nachstehend „ Verbindungsspannung F1" genannt) der auf dem Anschluss 5 gewickelten Wicklung 6 (d. h. der erste Wicklungsteil 6a und der zweite Wicklungsteil 6b) auf die Seite des Hauptwicklungsteils 6d. Die Verbindungsspannung F1 wird dadurch erzeugt, dass die Wicklung 6 auf ein vorgegebenes Bauteil (bspw. Rotorkern) mit einer vorgegebenen Spannung (einer so genannten Wickelspannung) gewickelt wird, und stellt eine gleiche oder etwas stärkere Kraft als die Wickelspannung dar.
Auf den ersten Wicklungsteil 6a und den zweiten Wicklungsteil 6b wirkt demgegenüber eine Kraft (eine Kraft zum Halten eines Wicklungszustands, nachstehend „Stützkraft F2“ genannt) zum Halten der Wicklung in einem gewickelten Zustand auf dem Anschluss 5. Die Stützkraft F2 entspricht einer Kraft bestehend aus der Reibungskraft der Wicklung 6 und der dazu hinzugefügten Festigkeitskraft der Wicklung 6. Die Stärke der Reibungskraft der Wicklung 6 wird in Abhängigkeit von der Spannung (einer so genannten Einhängespannung) bei einer Wicklung der Wicklung 6 auf dem Anschluss 5, der Dicke der Wicklung 6, der Windungszahl der Wicklung 6 auf dem Anschluss 5 usw. bestimmt. Die Größe der Festigkeitskraft der Wicklung 6 wird ferner in Abhängigkeit von der Festigkeit der Wicklung 6 bestimmt. Die Stützkraft F2 gemäß 7(a)(b) ist ferner mit einem zum Pfeil für die Verbindungsspannung F1 entgegengesetzten (in Zeichnungen nach links gerichteten) Pfeil dargestellt, um klarzustellen, dass diese der Verbindungsspannung F1 entgegenwirkt.
Da die auf dem Anschluss 5 gewickelte und gerastete Wicklung 6, wie in 7(a) gezeigt, im Zustand vor der Schweißung (die Schweißlänge beträgt 0) stillsteht, ohne dabei entspannt zu sein, ist das Größenverhältnis zwischen der Verbindungsspannung F1 und der Stützkraft F2 „F1 < F2“, wie im Diagramm gezeigt. Wenn der Anschluss 5 in diesem Zustand von der Spitzenseite her geschweißt wird, schmilzt die Wicklung 6 zusammen mit dem Anschluss 5, so dass die Stützkraft F2 mit zunehmender Schweißung (mit zunehmender Schweißlänge) graduell verkleinert wird. Verläuft die Schweißung ferner bis an eine gewisse Position (mit einer Strichpunktlinie dargestellte Grenzlinie in der Zeichnung), so wird das Größenverhältnis zwischen der Verbindungsspannung F1 und der Stützkraft F2 umgekehrt und die Wicklung 6 unterbrochen. Dieser Mechanismus der Leitungsunterbrechung kann auch bei einer thermischen Kopplung außer dem Schweißen eintreten, solange die Wicklung 6 bei der thermischen Kopplung schmelzen kann. Wenn z. B. die Wicklung 6 mit Kupfer als Hauptbestandteil und der Anschluss 5 gelötet werden, besteht die Möglichkeit, dass das „Auslaugung“ genannte Phänomen entsteht, in dem das Kupfer mit einem geschmolzenen Lot verschmilzt, und die Wicklung 6 schmilzt. Es besteht daher die Gefahr, dass die Wicklung 6 unterbrochen werden kann, ebenso wie oben beschrieben.
Zur Vermeidung einer Unterbrechung der Wicklung 6 soll daher die Schweißung im Bereich A (spitzenseitig von der Grenzlinie), in dem das Größenverhältnis zwischen der Verbindungsspannung F1 und der Stützkraft F2 nicht umgekehrt ist, beendet werden. Wenn die Schweißung, wie z. B. in 7(b) gezeigt, im Bereich A beendet wird, wird das Größenverhältnis zwischen der Verbindungsspannung F1 und der Stützkraft F2 nach der Schweißung nach wie vor im Zustand von F2 > F1 aufrechterhalten, in dem der Letztere größer ist als der Erste. Auf ein an der Grenzlinie mit der Schmelzkugel 5y liegendes Ende (nachstehend „Basisteil 6e“ genannt) der Wicklung 6 wirkt daher keine Verbindungsspannung F1, so dass keine durch die Wickelspannung bedingte Spannung ausgeübt wird. Hiermit wird eine durch Alterung verursachte Leitungsunterbrechung am Basisteil 6e verhindert. Auch wenn diese Verbindungsstruktur mit Schwingungen beaufschlagt wird, wirkt auf den Basisteil 6e keine Verbindungsspannung F1 und wird daher eine schwingungsbedingte Leitungsunterbrechung ebenfalls verhindert.
Folglich kann auf Seite des Basisendes des Anschlusses 5 vorab ein nicht schmelzender Teil vorgesehen sein und lediglich an dem hier gewickelten Wicklungsteil die als die Verbindungsspannung F1 größere Stützkraft F2 erzeugt werden. Bspw. ist eine Verbindungsstruktur denkbar, in der die Spitzenseite (ein als der Bereich A kleinerer Bereich) des Anschlusses 5 vorab als zu schweißender Teil (Schweißbereich) und die Seite des Basisendes als nicht zu schweißender Teil (Nicht-Schweißbereich) betrachtet und die Wicklung 6 derart gewickelt wird, dass lediglich an dem auf dem Nicht-Schweißbereich gewickelten Wicklungsteil die als die Verbindungsspannung F1 größere Stützkraft F2 erzeugt wird. Wenn in dieser Verbindungsstruktur ein Wicklungsteil, an dem die Wicklung auf dem Nicht-Schweißbereich des Anschlusses 5 mit der als die Verbindungsspannung F1 größeren Stützkraft F2 gewickelt wird, als erster Wicklungsteil 6a und ein Wicklungsteil, an dem die Wicklung auf dem Schweißbereich gewickelt wird, als zweiter Wicklungsteil 6b betrachtet wird, dient der erste Wicklungsteil 6a als nicht thermisch gekoppelter Teil und der zweite Wicklungsteil 6b als thermisch gekoppelter Teil.
Es ist ferner eine Verbindungsstruktur auch denkbar, in der zwischen dem Schweißbereich und dem Nicht-Schweißbereich ein Bereich mit der als Schweißbereich schwerer schmelzenden Eigenschaften vorgesehen ist. D. h., wie in 8(a) gezeigt, ist auf Seite des Basisendes des Bereichs A der Bereich B (schwer schmelzender Bereich B), dessen Wärmekapazität größer ist als andere Bereiche im Bereich A, vorgesehen ist. Wenn in dieser Verbindungsstruktur, wie in 8(b) gezeigt, eine Schweißung von der Spitzenseite des Anschlusses 5 her verläuft, reduziert sich die Schmelzgeschwindigkeit ab den Zeitpunkt des Eintritts in den schwer schmelzenden Bereich B, so dass die zum Schmelzen des Bereichs B erforderliche Zeit (Schweißzeit tw) verlängert werden kann. In der Verbindungsstruktur mit dem schwer schmelzenden Bereich B kann also die Schweißung erst zum Zeitpunkt einer Verzögerung der Schweißgeschwindigkeit beendet werden, was ermöglicht, den Nicht-Schweißbereich nicht zu schmelzen und eine Unterbrechung der Wicklung 6 beim Schweißen zu vermeiden. Der Zeitpunkt zum Beenden der Schweißung muss ferner nicht genau vorgegeben werden und die Position der Schmelzkugel kann auf den Bereich B festgesetzt werden, was zur Vermeidung einer Positionsabweichung der Schmelzkugel führt.
Das ist die Erläuterung einer Verbindungsstruktur unter Berücksichtigung eines Leitungsunterbrechungsmechanismus. Am oben beschriebenen Verbindungsteil zwischen dem Leiterplattenanschluss 53 und der Wicklung 30 sind zum Bilden der obigen Verbindungsstruktur der Rastteil 53a, der Schmelzteil 53b und der Breitenabschnitt 53c vorgesehen und die Wicklung 30 ist gewickelt. D. h. sind der Rastteil 53a, Schmelzteil 53b und Breitenabschnitt 53c jeweils als Bauteile vorgesehen, die dem obigen Nicht-Schweißbereich, Schweißbereich und dem schwer schmelzenden Bereich entsprechen. Unter der Wicklung 30 wird der erste Wicklungsteil 31 mit einer als die Kraft (entsprechend der Verbindungsspannung F1) zum Ziehen des Verbindungsdrahts 33 auf die Seite des Hauptwicklungsteils 34 größeren Kraft (entsprechend der obigen Stützkraft F2) auf den Rastteil 53a gewickelt.
Die Schweißung wird dann derart beendet, dass das Größenverhältnis (F2 > F1) auch nach der Beendigung der Schweißung aufrechterhalten wird. Hierdurch wirkt, wie in 6(b) gezeigt, keine Verbindungsspannung F1 auf den an der Grenze mit der Schmelzkugel 55 liegenden (mit der am Schmelzteil 53b erzeugten Schmelzkugel 55 gebundenen) Basisteil 36 (ein Ende des ersten Wicklungsteils 31) der Wicklung 30, so dass keine wickelspannungsbedinge Beanspruchung ausgeübt wird. Hierdurch wird eine durch Alterung verursachte Leitungsunterbrechung am Basisteil 36 verhindert. Auch wenn der Verbindungsteil zwischen dem Leiterplattenanschluss 53 und der Wicklung 30 mit Schwingungen beaufschlagt wird, wirkt auf den Basisteil 36 keine Verbindungsspannung F1 und daher wird eine schwingungsbedingte Leitungsunterbrechung ebenfalls verhindert.
Der Breitenabschnitt 53c, der zur Einschränkung der Fortbewegung der Schmelzkugel 55 bei einer Schweißung von der Spitzenseite des Leiterplattenanschlusses 53 dient, weist ferner die Funktion auf, den Rastteil 53a und den Schmelzteil 53b abzuteilen und einen Zustand aufrechtzuerhalten, in dem die Stützkraft F2 größer ist als die Verbindungsspannung F1. D. h. der Breitenabschnitt 53c schränkt die Schmelzkugel 55 bei der Schweißung ein, um zu vermeiden, dass diese nicht in den Rastteil 53a eintritt, und daher teilt den Rastteil 53a und den Schmelzteil 53b (Schmelzkugel 55) sicher ab, so dass dieser den Zustand F2 > F1 sicher aufrechterhält. Hierdurch wirkt die auf den Verbindungsdraht 33 wirkende Verbindungsspannung F1 auch nach der Schweißung nicht auf den Basisteil 36.
Auch am Verbindungsteil zwischen dem Kommutatoranschluss 42b und der Wicklung 30 sind, ebenso wie am Leiterplattenanschluss 53, zum Bilden einer Verbindungsstruktur unter Berücksichtigung eines Leitungsunterbrechungsmechanismus der Rastteil 42c, der Schmelzteil 42d und der Breitenabschnitt 42e vorgesehen und die Wicklung 30 ist gewickelt. Der Rastteil 42c, Schmelzteil 42d und Breitenabschnitt 42e des Kommutatoranschlusses 42b sind jeweils als Bauteile vorgesehen, die dem obigen Nicht-Schweißbereich, Schweißbereich und dem schwer schmelzenden Bereich entsprechen. D. h. der spitzenseitige Schmelzteil 42d wird gelötet und der Rastteil 42c wird nicht geschweißt. Der Breitenabschnitt 42e hat ferner die Funktion als schwer schmelzender Teil und die Funktion zur Einschränkung (Unterbrechung), damit sich die Schmelzkugel nicht an den Rastteil 42c fortbewegt.
Der Wicklungsteil (der erste Wicklungsteil, Windungsteil), der auf Seite des Basisendes des Kommutatoranschlusses 42b gewickelt ist, wird mit einer als die Kraft (entsprechend der obigen Verbindungsspannung F1) zum Ziehen des Verbindungsdrahts auf die Seite des Hauptwicklungsteils 34 größeren Kraft (entsprechend der obigen Stützkraft F2) auf den Rastteil 42c gewickelt. Das Löten wird dann derart beendet, dass das Größenverhältnis (F2 > F1) auch nach der Beendigung der Schweißung aufrechterhalten wird. Hierdurch wirkt auch hinsichtlich des Kommutatoranschlusses 42b keine Verbindungsspannung F1 auf den an der Grenze mit der Schmelzkugel liegenden (mit der am Schmelzteil 42d erzeugten Schmelzkugel gebundenen) Basisteil (ein Ende des ersten Wicklungsteils) der Wicklung 30, so dass keine wickelspannungsbedinge Beanspruchung ausgeübt wird.
Beim Löten (Hartlöten) wird grundsätzlich aus dem geschmolzenen Lot 45 (Hartlot) eine Schmelzkugel gebildet, wobei auch der Schmelzteil 42d teilweise verschmelzen und die Schmelzkugel bilden kann. D. h. die Schmelzkugel wird zumindest bei einer thermischen Kopplung des Schmelzteils erzeugt. Der Breitenabschnitt 42e dient ferner, ebenso wie der oben beschriebene Breitenabschnitt 53c, dazu, nach der Schweißung den Rastteil 42c und den Schmelzteil 42d abzuteilen, die als die Verbindungsspannung F1 größere Stützkraft F2 aufrechtzuerhalten und bei der Kopplung eine Positionsabweichung der Schmelzkugel zu vermeiden.
[Verfahren zum Bilden eines Verbindungsteils und Verfahren zur Herstellung eines Rotors]
Ein Verfahren zur Herstellung des Rotors 3 mit dem oben beschriebenen Verfahren zum Bilden des Verbindungsteils wird anhand 9 erläutert. Von diesem Herstellungsverfahren sind ein Schritt (Schritt S10) zur Formung der Leiterplatte 50, ein Schritt (Schritt S20) zur Montage an die Welle 10, ein Schritt (Schritt S30) zur Wicklung der Wicklung 30 und ein Schritt (Schritt S40) zur Kopplung von beiden Enden der Wicklung 30 umfasst und die vier Schritten werden in dieser Reihenfolge ausgeführt. Diese Schritte können sowohl von Vorrichtungen automatisch, als auch manuell ausgeführt werden. Unter den vier Schritten dienen die Formungs-, die Wicklungs- und die Kopplungsschritte auch als Verfahren zum Bilden eines Verbindungsteils. Die Bauteile (Welle 10, Kern 20 usw.) des Rotors 3 sind ferner abgesehen von der Leiterplatte 50 vorab vorbereitet.
Im Formungsschritt wird die Leiterplatte 50 durch Druckformen zur obig beschriebenen fertigen Form (vorgegebenen Form) geformt. D. h. wird die Leiterplatte 50 geformt, aufweisend: den einen elektrischen Neutralpunkt bildenden flachen Abschnitt 51, die drei aufstehenden Wände 52, die vom Ende von radial außen des flachen Abschnitts 51 in zum flachen Abschnitt 51 orthogonaler Richtung verlaufend vorgesehen sind, und den vom Ende der einzelnen aufstehenden Wand 52 nach radial außen hinausragend vorgesehenen Leiterplattenanschluss 53. Hierbei ist die Höhe der aufstehenden Wand 52 der Leiterplatte 50 derart festgelegt, dass im Zustand, in dem der flache Abschnitt 51 der Leiterplatte 50 auf der Stirnfläche des Kerns 20 aufgebracht ist, der Leiterplattenanschluss 53 an der Spitze der Welle 10 näher als die Wickelwölbung 35 der Wicklung 30 und am Kern 20 näher liegt als der Kommutatoranschluss 42b. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Höhe der aufstehenden Wand 52 derart festgelegt, dass der Leiterplattenanschluss 53 im zentralen Bereich des Mittenabschnittes 70 zwischen der Wickelwölbung 35 und dem Kommutatoranschluss 42b liegt.
Der Leiterplattenanschluss 53 der Leiterplatte 50 ist ferner in einer fertigen Form mit dem obig beschriebenen Rastteil 53a, Schmelzteil 53b und Breitenabschnitt 53c (Abteilung, schwer schmelzenden Teil) geformt. D. h. im Formungsschritt liegt auf Seite des Basisendes der Leiterplattenanschlusses 53 der Rastteil 53a und auf Spitzenseite der Schmelzteil 53b, wobei der Leiterplattenanschluss 53 derart geformt ist, dass sich im als der Schmelzteil 53b dem Basisende näheren Bereich der Breitenabschnitt 53c, der als der Schmelzteil 53b schwerer schmilzt, befindet. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ferner der Leiterplattenanschluss 53 der Leiterplatte 50 gebogen gebildet, damit dieser in einem montierten Zustand orthogonal zur axialen Richtung der Welle 10 verläuft. Dier Leiterplatte 50 ist ferner derart geformt, dass der Leiterplattenanschluss 53 vor und nach einer Schweißung von der Außenumfangsfläche des Kerns 20 nach radial außen hinausragt und nach der Schweißung nicht mit der Innenumfangsfläche des Gehäuses 2A in Kontakt steht.
Im Montageschritt werden an die Welle 10 der Kern 20, die im Formungsschritt geformte Leiterplatte 50, der Isolator 60, der Kommutator 40 usw. montiert.
Im Wicklungsschritt werden vorgesehen: der Hauptwicklungsteil 34, auf dem die Wicklung 30 gewickelt ist, der erste Wicklungsteil 31, an dem die Wicklung 30 auf den Rastteilen 42c, 53a gewickelt ist, der zweite Wicklungsteil 32, an dem die Wicklung 30 vom ersten Wicklungsteil 31 kontinuierlich auf den Schmelzteilen 42d, 53b gewickelt ist, und der zwischen dem Hauptwicklungsteil 34 und dem ersten Wicklungsteil 31 gespannte Verbindungsdraht 33. Der erste Wicklungsteil 31 ist also über den Verbindungsdraht 33 zwischen ihm und dem Hauptwicklungsteil 34 vorgesehen.
Im Wicklungsschritt gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein Ende der Wicklung 30 auf einen der drei Kommutatoranschlüsse 42b des Kommutators 40 gewickelt, um den ersten Wicklungsteil 31 und den zweiten Wicklungsteil 32 vorzusehen, wonach über den Verbindungsdraht 33, auf den eine vorgegebene Spannung (Verbindungsspannung F1) wirkt, die Wicklung von einer vorgegebenen Windungsanzahl auf einen der drei Zahnteile 22 des Kerns 20 gewickelt wird, um den Hauptwicklungsteil 34 vorzusehen. Da hierbei der Leiterplattenanschluss 53 der Leiterplatte 50 im zentralen Bereich des Mittenabschnitts 70 angeordnet ist, wird die Wicklungsarbeitseffizienz der Wicklung 30 auf den Kern 20 sichergestellt.
Indem ferner das andere Ende der vom Hauptwicklungsteil 34 verlaufenden Wicklung 30 auf eine entsprechende der drei Leiterplattenanschlüsse 53 der Leiterplatte 50 gewickelt (eingehängt) wird, sind der erste Wicklungsteil 31 und der zweite Wicklungsteil 32 über den Verbindungsdraht 33 vorgesehen. Hierbei wird die Wicklung 30 von mehreren Windungen auf den Kommutatoranschluss 42b und den Leiterplattenanschluss 53 jeweils gewickelt, damit die Kraft (Stützkraft F2) zum Halten der Wicklung 30 (des ersten Wicklungsteils 31) auf den jeweiligen Rastteilen 42c, 53a des Kommutatoranschlusses 42b und des Leiterplattenanschlusses 53 größer ist als die Kraft (Verbindungsspannung F1) zum Ziehen des Verbindungsdrahts 33 auf den Hauptwicklungsteil 34. D. h. die Wicklung 30 wird gewickelt, damit die Wicklung 30 im lediglich um die jeweiligen Rastteile 42c, 53a gewundenen Zustand nicht entspannt stillsteht. Diese Arbeit wird an drei Stellen vorgenommen.
Im Kopplungsschritt wird ein Ende der Wicklung 30 mit dem Kommutatoranschluss 42b durch Löten und das andere Ende der Wicklung 30 mit dem Leiterplattenanschluss 53 durch einen Wolfram-Inertgasschweißen gekoppelt. Hierbei werden die Schmelzteile 42d, 53b der beiden Anschlüsse 42b, 53 geschmolzen und mit dem zweiten Wicklungsteil 32 thermisch gekoppelt. Der Leiterplattenanschluss 53 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist im zentralen Bereich des Mittenabschnitts 70 angeordnet und nach radial außen von der Außenumfangsfläche des Kerns 20 hinausragend vorgesehen. Hierdurch wird eine Wärme bei der Kopplung schwerer auf die Wicklung 30 übertragen.
Der Kopplungsschritt, der im vorliegenden Herstellungsverfahren (Bildungsverfahren) erst nach dem Wicklungsschritt ausgeführt wird, kann auch neben dem Wicklungsschritt vorgenommen werden. D. h. mit dem Kommutatoranschluss 42b wird ein Ende der Wicklung 30 verrastet und dieses durch eine thermische Kopplung (Löten) gekoppelt und danach wird die Wicklung 30 auf den Kern 20 gewickelt, um das andere Ende zu verrasten und thermisch (durch einen Wolfram-Inertgasschweißen) zu koppeln. Auch hierdurch kann der Rotor 3 hergestellt werden.
[Effekte]
(1) Gemäß der oben beschriebenen Struktur der Verbindungsteils wirkt keine Verbindungsspannung F1 auf den mit der Schmelzkugel 55 gebundenen Basisteil 36 der Wicklung 30, so dass auf diesen Basisteil 36 keine wicklungsspannungsbedingte Beanspruchung ausgeübt wird. Hiermit kann eine durch Alterung verursachte Leitungsunterbrechung am Basisteil 36 verhindert werden. Auch wenn der Verbindungsteil zwischen dem Leiterplattenanschluss 53 und der Wicklung 30 mit Schwingungen beaufschlagt wird, ist der Basisteil 36 im freien Zustand, in dem keine Verbindungsspannung F1 darauf wirkt, und kann daher eine schwingungsbedingte Leitungsunterbrechung ebenfalls verhindert werden.
Indem die Stützkraft F2, die auf den ersten Wicklungsteil 31 (Windungsteil) nach der thermischen Kopplung wirkt, größer als die Verbindungsspannung F1 festgelegt wird, kann der Zustand, in dem keine Verbindungsspannung F1 auf den Basisteil 36 des ersten Wicklungsteils 31 wirkt, hergestellt werden. D. h., da der Zustand hergestellt werden kann, in dem keine wicklungsspannungsbedingte Beanspruchung auf den Basisteil 36 ausgeübt wird, kann eine durch Alterung oder Schwingungen verursachte Leitungsunterbrechung verhindert werden. Derselbe Effekt kann ferner auch hinsichtlich des Kommutatoranschlusses 42b erhalten werden.
(2) Am oben beschriebenen Leiterplattenanschluss 53 ist der Breitenabschnitt 53c vorgesehen, der den Rastteil 53a und den Schmelzteil 53b abteilt und einen Zustand aufrechterhält, in dem die Stützkraft F2 größer ist als die Verbindungsspannung F1. Es ist daher möglich, zu vermeiden, dass die auf den Verbindungsdraht 33 wirkende Verbindungsspannung F1 auch nach der Schweißung nicht auf den Basisteil 36 wirkt. Hierdurch kann eine durch Alterung oder Schwingungen verursachte Leitungsunterbrechung am Basisteil 36 verhindert werden.
Diese Abteilung funktioniert zur Einschränkung einer Fortbewegung der Schmelzkugel 55, die bei einer thermischen Kopplung am Schmelzteil 53b erzeugt wird. D. h. wird die Schmelzkugel 55 durch die Abteilung eingeschränkt (unterbrochen) gebildet, damit diese bei der thermischen Kopplung nicht den Rastteil 53a erreicht. Indem die Abteilung mit der Funktion Einschränkung einer Fortbewegung der Schmelzkugel 55 am Leiterplattenanschluss 53 vorgesehen ist, kann ein als die Abteilung der Spitze näherer Bereich geschmolzen werden, um den Leiterplattenanschluss 53 und die Wicklung 30 thermisch zu koppeln.
Hierdurch kann der Zustand zumindest des auf dem Rastteil 53a gewickelten ersten Wicklungsteils 31 vor und nach der thermischen Kopplung nicht geändert werden. Durch Vorsehen mit dem ersten Wicklungsteil 31 wirkt keine Verbindungsspannung F1 auf den Basisteil 36 vor der thermischen Kopplung und somit keine Verbindungsspannung F1 auf den Basisteil 36 auch nach der thermischen Kopplung. Hierdurch kann eine durch Alterung oder Schwingungen verursachte Leitungsunterbrechung am Basisteil 36 verhindert werden. Derselbe Effekt kann ferner auch hinsichtlich des Kommutatoranschlusses 42b erhalten werden.
(3) In der oben beschriebenen Struktur des Verbindungsteils ist der erste Wicklungsteil 31, an dem die Wicklung 30 auf den Rastteilen 42c, 53a der Anschlüsse (Kommutatoranschluss 42b und Leiterplattenanschluss 53) mit der als die auf den Verbindungsdraht 33 wirkende Verbindungsspannung F1 größeren Stützkraft F2 gewickelt ist, als nicht thermisch gekoppelter Teil vorgesehen. Demgegenüber ist der zweite Wicklungsteil 32, an dem die Wicklung 30 auf den Schmelzteilen 42d, 53b der Anschlüsse 42b, 53 gewickelt ist, als thermisch gekoppelter Teil vorgesehen. D. h. thermisch gekoppelt ist der zweite Wicklungsteil 32, so dass sich der Windungszustand (Zustand des ersten Wicklungsteils 31) der Wicklung 30 an den Rastteilen 42c, 53a vor und nach der thermischen Kopplung nicht ändert.
Durch die obige Struktur kann eine Unterbrechung der Wicklung 30 bei einer thermischen Kopplung (bei einer elektrischen Verbindung) zwischen den Anschlüssen 42b, 53 und der Wicklung 30 verhindert werden. D. h., da ein Fehler wegen der Leitungsunterbrechung verhindert und eine stabile thermische Kopplung vorgenommen werden kann, kann nicht nur die Produktivität, sondern auch die Zuverlässigkeit und die Qualität des Produkts erhöht werden.
Gemäß dem oben beschriebenen Bildungsverfahren einschließlich des Wicklungsschritts zur Wicklung der Wicklung 30 auf diese Art kann ebenfalls ein Fehler wegen der Leitungsunterbrechung verhindert und eine stabile thermische Kopplung vorgenommen werden, so dass nicht nur die Produktivität, sondern auch die Zuverlässigkeit und die Qualität des Produkts erhöht werden können. Gemäß dem oben beschriebenen Bildungsverfahren wird ferner die Schweißung unter Aufrechterhaltung des Zustandes beendet, in dem die Stützkraft F2 größer als die Verbindungsspannung F1 ist, so dass keine Verbindungsspannung F1 auf den Basisteil 36 wirkt. Hiermit kann eine Leitungsunterbrechung am Basisteil 36 nach der Schweißung ebenfalls verhindert werden.
(4) Da ferner in der oben beschriebenen Struktur des Verbindungsteils an den Anschlüssen 42b, 53 auf einer als die Schmelzteile 42d, 53b dem Basisende näheren Seite schwer schmelzende Teile (Breitenabschnitte 42e, 53c) vorgesehen sind, können die Schmelzteile 42d, 53b bei einer thermischen Kopplung mit der Wicklung 30 geschmolzen werden, um die Anschlüsse 42b, 53 mit der Wicklung 30 thermisch zu koppeln. Mit anderen Worten ist es möglich, den Windungszustand des ersten Wicklungsteils 31, der über den zwischen ihm und dem Hauptwicklungsteil 34 befindlichen Verbindungsdraht 33 vorgesehen ist, vor und nach der thermischen Kopplung nicht zu ändern, und somit eine Leitungsunterbrechung der Wicklung 30 bei der thermischen Kopplung (bei einer elektrischen Verbindung) zu vermeiden. D. h., da ein Fehler wegen der Leitungsunterbrechung verhindert und eine stabile thermische Kopplung vorgenommen werden kann, kann nicht nur die Produktivität, sondern auch die Zuverlässigkeit und die Qualität des Produkts erhöht werden.
Gemäß dem obigen Bildungsverfahren einschließlich des Formungsschritts, in dem die Anschlüsse 42b, 53 in dieser fertigen Form geformt werden, kann ebenfalls ein Fehler wegen der Leitungsunterbrechung verhindert und eine stabile thermische Kopplung vorgenommen werden, so dass nicht nur die Produktivität, sondern auch die Zuverlässigkeit und die Qualität des Produkts erhöht werden können. Gemäß dem obigen Bildungsverfahren verhindert ferner der schwer schmelzende Teil, dass sich der Windungszustand des ersten Wicklungsteils 31 vor und nach der thermischen Kopplung ändert. Ist die Stützkraft F2 des ersten Wicklungsteils 31 vor der thermischen Kopplung größer als die Verbindungsspannung F1, so kann auch nach der thermischen Kopplung ein Zustand von F2 > F1 aufrechterhalten werden. D. h. wirkt keine Verbindungsspannung F1 auf den Basisteil 36 und hierdurch kann eine durch Alterung oder Schwingungen verursachte Leitungsunterbrechung am Basisteil 36 verhindert werden. Das Bauteil, das bei der thermischen Kopplung als schwer schmelzender Teil arbeitet, dient als nach der Schweißung als Abteilung.
(5) Gemäß der obigen Struktur des Verbindungsteils sind hinsichtlich der Anschlüsse 42b, 53 auf einer als die Schmelzteile 42d, 53b dem Basisende näheren Seite schwer schmelzende Teile (Breitenabschnitte 42e, 53c) vorgesehen, die als die Schmelzteile 42d, 53b schwerer schmelzen. Die thermische Kopplung wird fortgesetzt, bis sich die Schmelzkugel 55 an den schwer schmelzenden Teil bewegt. Da jedoch, wie in 8(b) gezeigt, die Fortbewegung der Schmelzkugel 55 am schwer schmelzenden Teil verzögert wird, ist es nicht erforderlich, den Zeitpunkt zum Stoppen der thermischen Kopplung streng vorzugeben. Mit anderen Worten kann die thermische Kopplung leichter reguliert werden, so dass sich ein strenges Zeitmanagement (Produktionsbedingungen) erübrigt und daher die Arbeitseffizienz und die Produktivität weiter erhöht werden können. Da ferner die Fortbewegung der Schmelzkugel 55 am schwer schmelzenden Teil verzögert wird und diese leichter regulierbar ist, kann eine Positionsabweichung der Schmelzkugel 55 in Radialrichtung verhindert werden, so dass die Zuverlässigkeit des Produkts weiter erhöht werden kann.
(6) Da ferner in der obigen Struktur des Verbindungsteils die Abteilung mit einer größeren Querschnittsfläche als die Rastteile 42c, 53a vorgesehen ist, kann die Abteilung leicht an den Anschlüssen 42b, 53 angeordnet werden, so dass die Produktivität weiter erhöht werden kann. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ferner der schwer schmelzende Teil, der sich noch im Zustand vor der Abteilung befindet, mit einer größeren Querschnittsfläche als die Schmelzteile 42d, 53b vorgesehen, so dass der schwer schmelzende Teil leicht an den Anschlüssen 42b, 53 angeordnet und die Produktivität weiter erhöht werden kann.
(7) Insbesondere sind an den obigen Anschlüssen 42b, 53 ist eine Abteilung als Breitenabschnitte 42e, 53c vorgesehen, die als die Rastteile 42c, 53a breiter ausgebildet sind, so dass die Formung leicht ist und die Produktivität weiter erhöht werden kann. Durch Vorsehen mit den Breitenabschnitten 42e, 53c kann die Festigkeit der Anschlüsse 42b, 53 erhöht werden. Da ferner gemäß der vorliegenden Ausführungsform der schwer schmelzende Teil (nämlich Breitenabschnitte 42e, 53c), der sich noch im Zustand vor der Abteilung befindet, breiter gebildet ist als die Schmelzteile 42d, 53b, ist die Formung leicht und daher kann die Produktivität und die Festigkeit der Anschlüsse 42b, 53 weiter erhöht werden. Da ferner die Kontaktfläche der Schmelzkugel 55 groß ist, kann ein Fall der Schmelzkugel 55 verhindert werden, so dass die Zuverlässigkeit und die Qualität des Produkts weiter erhöht werden kann.
(8) Durch den Rotor 3 und Motor 1, auf den die obige Struktur des Verbindungsteils angewendet wird, kann nicht nur eine Leitungsunterbrechung bei einer thermischen Kopplung der Wicklung 30, sondern eine Leitungsunterbrechung nach der thermischen Kopplung verhindert werden, so dass die Produktivität unabhängig von der Größe des Rotors 3 und des Motors 1 erhöht werden kann. Auch die Zuverlässigkeit und die Qualität des Rotors 3 und des Motors 1 können erhöht werden.
[Abgewandeltes Beispiel]
Die obige Form des Leiterplattenanschlusses 53 ist ein Beispiel, so dass die Form nicht auf dieses beschränkt ist. In den 10(a)-(c) sind abgewandelte Beispiele des Leiterplattenanschlusses 53 gezeigt.
[Abgewandeltes Beispiel hinsichtlich der Anschlussform]
Wie in 10(a) gezeigt, kann der Rastteil 53a' des Leiterplattenanschlusses 53R eine Vertiefung 56a aufweisen, die zur Verengung eines spitzenseitigen Teils (ein zum Breitenabschnitt 53c benachbarter Teil) am Rastteil 53a' vorgesehen ist. Am Leiterplattenanschlusses 53R mit dieser Form kann der Windungszustand der auf der Vertiefung 56a gewickelten Wicklung 30 (der erste Wicklungsteil 31, Windungsteil) leichter aufrechterhalten werden. D. h. die Reibungskraft zwischen der Wicklung 30 und dem Leiterplattenanschluss 53R ist größer, so dass die Stützkraft F2 auch bei einer gleichen Einhängespannung wie in der obigen Ausführungsform vergrößert werden kann als in der Form gemäß 6(a). Folglich kann nicht nur eine Leitungsunterbrechung der Wicklung 30 bei einer thermischen Kopplung, sondern auch eine Leitungsunterbrechung am Basisteil 36 nach der thermischen Kopplung verhindert werden
Wie ferner in 10(b) gezeigt, kann der Schmelzteil 53b' des Leiterplattenanschlusses 53 S in einer Form vorgesehen sein, in der der Rechteckteil 57 und der zweite Breitenabschnitt 58 gebunden sind. D. h. am Schmelzteil 53b des Leiterplattenanschlusses 53 gemäß 6(a) kann der spitzenseitige weitere Breitenabschnitt 58 gebildet werden. Am Leiterplattenanschluss 53 S in dieser Form besteht z. B. bei einer Unterbrechung der Wicklung 30 durch Ziehen zur Spitzenseite des Leiterplattenanschlusses 53S die Gefahr, dass die auf dem Rechteckteil 57 des Schmelzteils 53b' gewickelte Wicklung 30 (der zweite Wicklungsteil 32) bei der Unterbrechung von der Spitzenweite des Leiterplattenanschlusses 53 S ausfällt. Dieser Ausfall kann durch den zweiten Breitenabschnitt 58 verhindert werden.
Eine Anschlussform, in der die zwei Leiterplattenanschlüsse 53R, 53 S zusammengebaut sind, ist auch verfügbar. Wie ferner in 10(c) gezeigt, kann der Schmelzteil 53b" des Leiterplattenanschlusses 53T in einer Form, in der die zweite Vertiefung 56b und der zweite Breitenabschnitt 58 gebunden sind, vorgesehen sein. Am Leiterplattenanschlusses 53T mit dieser Form kann der Windungszustand der auf der Vertiefung 56a und der zweiten Vertiefung 56b gewickelten Wicklung 30 (der erste Wicklungsteil 31, der zweite Wicklungsteil 32) leichter aufrechterhalten werden und ein wie oben beschrieben gleicher Ausfall der auf der zweiten Vertiefung 56b gewickelten Wicklung 30 (der zweite Wicklungsteil 32) kann durch den zweiten Breitenabschnitt 58 verhindert werden.
In der obigen Ausführungsform ist ein Beispiel gezeigt, in dem der Kommutatoranschluss 42b und der Leiterplattenanschluss 53 jeweils Breitenabschnitte 42e, 53c als schwer schmelzende Teile aufweisen. Der schwer schmelzende Teil wird jedoch nicht auf die obige Struktur beschränkt. In den 11(a) -(f) sind abgewandelte Beispiele des schwer schmelzenden Teils gezeigt. In diesen Zeichnungen sind abgewandelte Beispiele des Anschlusses 5 (d. h. Anschluss 5 gemäß 7 und 8(a)) mit einer vereinfachten Form des Leiterplattenanschlusses 53 u. dgl. erläutert.
Der Anschluss 5W gemäß 11(a) ist der schwer schmelzende Teil (Abteilung) als Verdickung 5d vorgesehen, die als der Schmelzteil 5b dicker gebildet ist. Die Verdickung 5d ist im in 8(a) gezeigten Bereich B vorgesehen. In dieser Zeichnung ist, da der Rastteil 5a und der Schmelzteil 5b in der gleichen Dicke ausgebildet sind, wird lediglich die Verdickung 5d (schwer schmelzender Teil) verdickt, und ist als die anderen Abschnitte 5a, 5b in der Querschnittsfläche größer. Auch der Anschluss 5W mit einer solchen Form kann, da die Fortbewegung der Schmelzkugel an der Verdickung 5d an der Basisendseite als der Schmelzabschnitt 5b verzögert wird, die gleiche Wirkung und Effekte wie die oben beschriebene Ausführungsform erzielen. Durch Vorsehen mit dem schwer schmelzenden Teil als Verdickung 5d kann ferner, so wie der oben beschriebene Breitenabschnitt 53c oder dergleichen, die Steifigkeit des Anschlusses 5 erhöht werden. An diesem Anschluss 5W arbeitet ferner die als schwer schmelzender Teil dienende Verdickung 5d nach dem Schweißen als Abteilung, so dass der gleiche Effekt wie der oben beschriebene Breitenabschnitt 53c u. dgl. erhalten werden kann.
Hinsichtlich des Anschlusses 5X in 11(b) ist der schwer schmelzende Teil (Abteilung) mit der am Schmelzteil 5b' gebildeten Ausnehmung 5f am Rastteil 5a vorgesehen. Das heißt, dass die Ausnehmung 5f zur Reduzierung der Querschnittsfläche im Vergleich zum schwer schmelzenden Teil (Rastteil 5a) am Schmelzteil 5b' vorgesehen ist. Da die Querschnittsfläche des Schmelzteils 5b' hierdurch verkleinert wird, kann die Querschnittsfläche des basisendseitigen Rastteils 5a als der Schmelzteil 5b' relativ vergrößert werden und der Rastteil 5a als schwer schmelzender Teil arbeiten lassen.
Die Ausnehmung 5f ist bspw. derart gebildet, dass der im Wesentlichen mittlere Abschnitt des Schmelzteils 5b' in Breitenrichtung durchdringend in Dickenrichtung von der Spitze ausgenommen wird. Die Zwei-Punkt-Kettenlinie in 11(b) zeigt eine spitzenseitige Grenzlinie des Bereichs B gemäß 8(a). Die Ausnehmung 5f ist, wie in 11(b) gezeigt, in einer Position vorgesehen, die nicht den in 8(a) gezeigten Bereich B überlappt. Auch der Anschluss 5X mit einer solchen Struktur kann, da das Fortschreiten der Schmelzkugel auf einer dem Basisendseite als der Schmelzteil 5b' näheren Seite verzögert wird, die gleiche Wirkung und Effekt wie in der oben beschriebene Ausführungsform erzielen. Lediglich durch Bilden der Ausnehmung 5f am Anschluss 5 kann der Rastteil 5a auf einer als der Schmelzteil 5b' dem Basisende näheren Seite als schwer schmelzender Teil arbeiten, so dass die Formung vereinfacht wird und die Produktivität erhöht werden kann. Da im Fall dieses Anschlusses 5X ein spitzenseitiger Teil des Rastteils 5a als schwer schmelzender Teil arbeitet, ist keine klare Grenze zwischen dem Rastteil 5a und der Abteilung vorhanden.
Hinsichtlich des Anschlusses 5Y in 11(c) ist der schwer schmelzende Teil (Abteilung) mit der durch Ausnahme des Schmelzteils 5b" gebildeten Stufe 5g relativ vorgesehen. D. h. da die Querschnittsfläche des Schmelzteils 5b" durch die Stufe 5g verkleinert wird, kann die Querschnittsfläche der als der Schmelzteil 5b" dem Basisende näheren Seite (Rastteil 5a) relativ vergrößert werden. Die Stufe 5g wird ausgenommen gebildet, damit die Dicke des Schmelzteils 5b" kleiner ist als des Rastteils 5a. Die Stufe 5g ist ferner ebenso wie die Ausnehmun 5f gemäß 11(b) in einer Position vorgesehen, die den Bereich B gemäß 8(a) nicht überlappt. Auch am Anschluss 5Y mit einer solchen Struktur wird das Fortschreiten der Schmelzkugel auf einer als der Schmelzteil 5b" dem Basisende näheren Seite verzögert, so dass die gleiche Wirkung und Effekt wie in der obigen Ausführungsform erhalten werden können. Da auch im Fall dieses Anschlusses 5Y, ebenso wie der Anschluss 5X, ein spitzenseitiger Teil des Rastteils 5a als schwer schmelzender Teil arbeitet, ist keine klare Grenze zwischen dem Rastteil 5a und der Abteilung vorhanden.
Die in 11(d)-(f) gezeigten Anschlüsse 5Z, 5Z', 5Z" sind jeweils als heterogener Teil 5e vorgesehen, an dem der schwer schmelzende Teil (Abteilung) aus einem Material mit schwerer schmelzenden Eigenschaften als das Material des Schmelzteils 5b gebildet ist. Der heterogene Teil 5e ist im in 8(a) gezeigten Bereich B vorgesehen. Da ferner in den Zeichnungen der Rastteil 5a und der Schmelzteil 5b aus dem gleichen Material gebildet sind, ist lediglich der heterogene Teil 5e (schwer schmelzender Teil, Abteilung) aus einem anderen Material gebildet und schmilzt daher schwerer als die anderen Teile 5a, 5b. Als das Material des heterogenen Teils 5e lassen sich Materialien (wie z. B. Eisen, Wolfram, Molybdän, usw.) mit einem als der Schmelzteil 5b höheren Schmelzpunkt oder mit größerer Wärmekapazität pro Volumeneinheit als der Schmelzteil 5b anführen.
In 11(d) ist ein Teil des Anschlusses 5Z in Längsrichtung vollständig als heterogener Teil 5e vorgesehen. In 11(e), (f) ist demgegenüber von einem Teil der Anschlüsse 5Z', 5Z" in Längsrichtung eine Fläche oder beide Flächen als heterogener Teil 5e vorgesehen. Das heißt, hinsichtlich der Anschlüsse 5Z', 5Z" sind der Rastteil 5a und der Schmelzteil 5b durch den heterogenen Teil 5e nicht vollständig getrennt. Diese Anschlüsse 5Z', 5Z" sind zum Beispiel dadurch gebildet, dass auf der Anschlussfläche (eine Seite oder beide Seiten) eine Vertiefung vorgesehen ist und sie mit einem anderen Material als der Schmelzteil 5b verbunden ist. Da auch an den Anschlüssen 5Z, 5Z', 5Z" dieser Strukturen das Fortschreiten der Schmelzkugel in heterogenem Bereich 5e auf einer als der Schmelzteil 5b dem Basisende näheren Seite verzögert wird, können die gleiche Wirkung und Effekt wie in der obigen Ausführungsform erhalten werden. Wenn der schwer schmelzende Teil als heterogener Teil 5e vorgesehen ist, kann die Fortbewegung der Schmelzkugel je nach dem Material des heterogenen Teils 5e reguliert werden, so dass die Produktivität erhöht werden kann.
Der schwer schmelzende Teil (Abteilung) kann ferner aus den Breitenabschnitten 42e, 53c gemäß der obigen Ausführungsform oder der Verdickung 5d, dem heterogenen Teil 5e, der Ausnehmung 5f, der Stufe 5g usw. in 11(a) -(f) kombiniert bestehen. Der schwer schmelzende Teil (Abteilung) muss nur mit als der Schmelzteil schwerer schmelzenden Eigenschaften auf einer als der Schmelzteil dem Basisende näheren Seite versehen sein und kann obige Strukturen (oder andere Strukturen) umfassen.
[Abgewandelte Beispiele hinsichtlich des Wicklungszustands und des Materials]
Die Windungsweise (Wicklungszustand) der Wicklung 30 auf den Rastteilen 53a, 53a' ist nicht auf die obige Weise beschränkt. Hier ist ein Beispiel in 12(a) und (b) gezeigt. Hinsichtlich des Leiterplattenanschlusses 53V gemäß den Zeichnungen ist die Abmessung in Längsrichtung des Rastteils 53a" im Vergleich zum Leiterplattenanschluss 53R gemäß 10(a) klein. Die beiden Abmessungen in Längsrichtung und Breitenrichtung des Schmelzteils 53d ist auch klein und der Schmelzteil 53d wird zur Spitze hin vergrößert.
Wie der Wicklungszustand gemäß den 12(a) und (b), kann die Wicklung 30 auch vom Hauptwicklungsteil 34 zum Rastteil 53a" verlaufen, damit das eine Ende 33a und das andere Ende 33b des Verbindungsdrahts 33, auf den die Verbindungsspannung F1 wirkt, auf einer einander gleichen Seite (unten in 12(a)) der Breitenrichtung des Leiterplattenanschlusses 53V liegen. D. h. der Verbindungsdraht 33 kann den Leiterplattenanschluss 53V nicht durchquerend vorgesehen sein.
Im Beispiel gemäß den 12(a) und (b) ist das eine Ende 33a des Verbindungsdrahts 33 auf Seite des ersten Wicklungsteils 31 an der Vertiefung 56a auf Seite des anderen Endes 33b gehängt und folgt auf den auf dem Rastteil 53a" gewickelten ersten Wicklungsteil 31. Die Position des Verbindungsdrahts 33 gegenüber dem Leiterplattenanschluss 53V befindet sich auf einer an die Spitze der Wickelwölbung 35 auf Seite der Rotorkappe 4 am Hauptwicklungsteil 34 gerichteten Seite. Es ist ferner auch möglich, dass das ein Ende 33a des Verbindungsdrahts 33 an der Kante der aufstehenden Wand 52 auf Seite des anderen Endes 33b anliegend vorgesehen ist und auf den auf dem Rastteil 53a" gewickelten ersten Wicklungsteil 31 folgt.
Durch Anordnung der beiden Enden 33a, 33b des Verbindungsdrahts 33 auf einer gleichen Seite in dieser Weise kann ein Zustand, in dem der Verbindungsdraht 33 mit dem Leiterplattenanschluss 53V und dem Hauptwicklungsteil 34 jeweils nicht in Kontakt steht, stabil sichergestellt werden. Wenn das eine Ende und das andere Ende des Verbindungsdrahts gegenüber dem Leiterplattenanschluss auf einander abgewandten Seiten angeordnet sind, kommt es vor, dass die weder mit dem Leiterplattenanschluss, noch mit dem Hauptwicklungsteil kontaktierende Länge (nicht kontaktierende Länge) des Verbindungsdrahts in Abhängigkeit von der axialen Position (Höhenlage) des Verbindungsdrahts sowohl lang, als auch äußerst kurz sein kann. Am Leiterplattenanschluss 53V gemäß 12(a) und (b) kann demgegenüber unabhängig von der axialen Position (Höhenlage) des Verbindungsdrahts 33 eine bestimmte nicht kontaktierende Länge stabil sichergestellt werden. Es kann daher ein Schicht-Kurzschluss, der durch Kontakt von Wicklungen mit abgelöster Beschichtung oder mit einem kleinen Loch der Wickelwölbung 35 verursacht ist, verhindert werden, so dass die Qualität erhöht werden kann.
Wie ferner in 12(a) und (b) gezeigt, wird die Wicklung 30 auf den Rastteil 53a" gewickelt, den Breitenabschnitt 53c schrägdurchquert und wird auf den schmelzteil 53d gewickelt. D. h. das Leitungsende 30e (Spitze) der Wicklung 30 liegt am Schmelzteil 53d. Da hiermit das Leitungsende 30e der Wicklung 30 in der Schmelzkugel 55 enthalten ist, kann das Nachlassen der Wicklung 30 verhindert werden. Nachstehend ist der den Breitenabschnitt 53c schräg durchquerende Teil (ein Teil des ersten Wicklungsteils 31) als Übergangsdraht 37 bezeichnet. Der Übergangsdraht 37 ist ein Teil, der vom auf Seite des Basisendes in Längsrichtung des Breitenabschnitts 53c liegenden abgerundeten Abschnitt 38 den Breitenabschnitt 53c schräg durchquerend an den abgerundeten Abschnitt 39 des Schmelzteils 53d gelangt.
Dieser Übergangsdraht 37 ist nicht entlang einer Fläche (eine Fläche, nachstehend „untere Fläche 53w“ genannt) auf Seite des Hauptwicklungsteils 34 des Leiterplattenanschlusses 53V, sondern einer der unteren Fläche 53w abgewandten Fläche (die andere Fläche, nachstehend „obere Fläche 53u“ genannt) vorgesehen. D. h. hinsichtlich des Leiterplattenanschlusses 53V ist der Übergangsdraht 37 lediglich an der oberen Fläche 53u vorgesehen und nicht an der unteren Fläche 53w. Bei Wolfram-Inertgasschweißen des Leiterplattenanschlusses 53V von seiner Spitzenseite liegt daher die Schmelzkugel 55, die durch Schmelzen des Schmelzteils 53d erzeugt wird, auf Seite der oberen Fläche 53u des Leiterplattenanschlusses 53V, wie in 13(a) und (b) gezeigt.
Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass der Schmelzteil 53d eine Eigenschaft (Einfluss der Oberflächenspannung) aufweist, dass dieser im geschmolzenen Zustand (während einer Schweißung) auf eine Seite mit mehr Ausdünnung (thinning margin) leicht eingezogen wird. Aufgrund dieser Eigenschaft nähert sich der flüssige Schmelzteil 53d der oberen Fläche 53u mit den Übergangsdrähten 37 und härtet sich beim Schweißungsende, so dass die Schmelzkugel 55 auf Seite der oberen Fläche 53u liegt. Hierdurch kann der Abstand zwischen der Schmelzkugel 55 und dem Verbindungsdraht 33 im Vergleich zum Fall, dass die Schmelzkugel 55 auf Seite der unteren Fläche 53w liegt, verlängert werden. Dies kann eine Wärmeübertragung bei der Kopplung unterdrücken und zur Vermeidung einer Leitungsunterbrechung beitragen.
Da ferner im vorliegenden abgewandelten Beispiel, ebenso wie in der obigen Ausführungsform, ein Wolfram-Inertgasschweißen angewendet wird, wird ein Schutzgas-Lichtbogenschweißen verwendet. D. h. zur Blockierung eines Schmelzmetalls (Schmelzteil 53d) und eines Lichtbogens von der Atmosphäre (Luft) und zur Stabilisierung der Schmelzqualität wird ein inaktives Gas (Schutzgas) wie Argon an den Schmelzteil 53d angespritzt. Hier sind die Übergangsdrähte 37 am Leiterplattenanschluss 53V gemäß der vorliegenden Abwandlung, wie oben beschrieben, derart angeordnet (lediglich auf der oberen Fläche 53u angeordnet), dass die Schmelzkugel 55 auf Seite der oberen Fläche 53u liegt. Mit anderen Worten wird die Position der Schmelzkugel 55 nicht in Abhängigkeit von der Blasrichtung des Schutzgases gesteuert. Hierdurch kann die Blasrichtung des Schutzgases frei vorgegeben und die Flussmenge des Schutzgases reduziert werden. Hiermit kann eine Kostenreduzierung bewirkt werden.
Es ist auch anzunehmen, dass die Position des Übergangsdrahts nicht wie im vorliegenden abgewandelten Beispiel, (sondern bspw. lediglich auf der unteren Fläche vorgesehen ist) und die Schmelzkugel mit dem schutzgas auf der oberen Fläche positioniert wird. In diesem Fall ist es jedoch notwendig, einen Schutzgas-flussmenge zur Bewegung der Schmelzkugel sicherzustellen und die Blasrichtung des Schutzgases hochpräzis zu steuern. Da ferner die Montagestelle des Leiterplattenanschlusses beim Schweißen eine gewisse Abweichung erfährt, ist es schwierig, die Schmelzkugel auf der oberen Fläche stabil zu positionieren, selbst wenn die Blasrichtung des Schutzgases hochpräzis gesteuert wird. Gemäß dem vorliegenden abgewandelten Beispiel können diese Aufgaben gelöst werden.
Es ist ferner anzunehmen, dass die Position des Übergangsdrahts nicht wie im vorliegenden abgewandelten Beispiel, (sondern bspw. lediglich auf der unteren Fläche vorgesehen ist) und z. B. das Eigengewicht der Schmelzkugel benutzt wird, um die Schmelzkugel auf der oberen Fläche zu positionieren. Beim Schweißen bspw. in einer Haltung, in der die Spitze des Leiterplattenanschlusses nach oben gerichtet ist, ist es wegen des Eigengewichts nicht sicher, ob sich die Schmelzkugel auf die Seite der oberen oder der unteren Fläche des Leiterplattenanschlusses bewegt. Zunächst ist es daher erforderlich, derart anzuordnen, dass die obere Fläche des Leiterplattenanschlusses in das Gewicht wirkender Richtung (nämlich vertikal nach unten) oder schräg nach unten gerichtet ist. Die Anordnung des Rotors ist jedoch instabil und die Schmelzqualität wird nicht stabilisiert. Wenn ferner bei der Schweißung nicht ein Werkstück (Leiterplattenanschluss), sondern eine Schweißelektrode bewegt wird, liegt die Schweißelektrode an der Spitzenseite (Seite des Schmelzteils) des Leiterplattenanschlusses an, so dass bei einer in horizontaler Richtung verlaufenden Anordnung des Leiterplattenanschlusses die Anlagegröße in horizontaler Richtung vergrößert wird. Wenn ferner das Eigengewicht der Schmelzkugel benutzt wird, muss zur Bewegung der Schmelzkugel mit ihrem Eigengewicht die Schmelzkugel vergrößert werden, so dass die Größe der Schmelzkugel stark schwankt. Im vorliegenden abgewandelten Beispiel können auch diese Aufgaben gelöst werden. Die Richtung der Schweißelektrode kann ferner auch derart vorgegeben werden, dass die Schmelzkugel 55 auf Seite der oberen Fläche 53u angeordnet ist.
Am Leiterplattenanschluss 53V gemäß 12(a) und (b) ist der einzige Übergangsdraht 37 auf Seite der oberen Fläche 53u angeordnet. Es ist jedoch, wie z. B. in 14 gezeigt, auch möglich, die Übergangsdrähte 37 auf Seite der oberen Fläche 53u zu kreuzen. Die durch Schmelzen des Schmelzteils 53d erzeugte Schmelzkugel nähert sich auch in diesem Fall auf die obere Fläche 53u, so dass derselbe Effekt wie oben beschrieben erhalten werden kann. Die Form des Leiterplattenanschlusses 53X gemäß 14 ist identisch mit der in 12(a) gezeigten Form, wobei lediglich die Windungsweise (Wicklungszustand) der Wicklung 30 unterschiedlich ist. Konkret sind das ein Ende 33a und das andere Ende 33b des Verbindungsdrahts 33 der Wicklung 30 gegenüber dem Leiterplattenanschluss 53X auf einander abgewandten Seiten angeordnet. D. h. das ein Ende 33a des Verbindungsdrahts 33 ist nicht an der Vertiefung 56a auf Seite des anderen Endes 33b, sondern an der Vertiefung 56a auf der abgewandten Seite eingehängt. Wie oben beschrieben, kann die Wicklung 30 auch im Zustand gewickelt werden, in dem der Verbindungsdraht 33 den Leiterplattenanschluss 53X in Breitenrichtung überschreitet.
An den Leiterplattenanschlüssen 53V, 53X gemäß 12(a) und 14 sind ferner die Übergangsdrähte 37 lediglich auf Seite der oberen Fläche 53u vorgesehen. Die Anzahl an den Übergangsdrähten 37 entlang der unteren Fläche 53w kann weniger als die Anzahl an den Übergangsdrähten 37 entlang der oberen Fläche 53u sein. Hierdurch kann die Position der Schmelzkugel 55 in Dickenrichtung des Leiterplattenanschlusses leicht nach oben (Seite der Rotorkappe 4) reguliert werden, so dass ein Vorfall wie eine Kontaktierung der Schmelzkugel 55 mit dem Verbindungsdraht 33 vermieden und somit eine Leitungsunterbrechung beim Schweißen verhindert werden kann. Wie oben beschrieben, kann der Abstand zwischen der Schmelzkugel 55 und dem Verbindungsdraht 33 leichter sichergestellt werden (d. h. eine Wärme der Schmelzkugel 55 wird schwerer auf den Verbindungsdraht 33 übertragen), was zur Verhinderung einer Leitungsunterbrechung beitragen kann.
Wie ferner in 12(a) gezeigt, ist die Wicklung 30 nicht den Schmelzteil 53d überlappend gewickelt. D. h. wie mit der gestrichelten Linie K in der Zeichnung dargestellt, sind am abgerundeten Abschnitt 39 des Schmelzteils 53d das Ende des Übergangsdrahts 37 und der zweite Wicklungsteil 32 in Breitenrichtung des Leiterplattenanschlusses 53V nicht überlappt gewickelt. Das Ende des Übergangsdrahts 37 und der zweite Wicklungsteil 32 können auch in Längsrichtung des Leiterplattenanschlusses 53V einander versetzt gewickelt werden. Obwohl hier die Wicklung 30 auf dem Schmelzteil 53d nur einmal gewickelt ist, werden die zweiten Wicklungsteile 32 einander nicht überlappt gewickelt, wenn die Wicklung von mehreren Windungen gewickelt wird.
Wie oben beschrieben, kann ein Spalt zwischen der Wicklung 30 und dem Leiterplattenanschluss 53V durch eine Wicklung der Wicklung 30 entlang dem Schmelzteil 53d beseitigt werden. In der Annahme, dass ein Spalt zwischen der Wicklung und dem Anschluss vorliegt, ist es erforderlich, zur Sicherstellung einer sicheren Bestromung mehr Schmelzteil zu schmelzen. Als Folge wird die Schmelzkugel vergrößert. In diesem Fall nähern sich die Schmelzkugel und der Wicklung (Hauptwicklungsteil oder Verbindungsdraht) im Umfang weiter und eine größere Wärmekapazität wird ausgeübt. Dies führt dazu, dass die Wärme über den Leiterplattenanschluss an die Wicklung oder den Isolator leichter übertragen wird und Unannehmlichkeiten wie eine Leitungsunterbrechung oder Schmelzen des Isolators eintreten können. Demgegenüber, durch Beseitigung des Spaltes zwischen der Wicklung 30 und dem Leiterplattenanschluss 53V kann die Ausdünnung und somit die Schmelzkugel 55 verkleinert werden. Mit anderen Worten kann eine Bestromung auch mit der kleinen Schmelzkugel 55 sichergestellt werden, so dass die obigen Unannehmlichkeiten verhindert werden können.
Im Beispiel gemäß 12(a) und (b) ist die Abmessung in Längs- und Breitenrichtung des Schmelzteils 53d des Leiterplattenanschlusses 53V als die des Schmelzteils 53b gemäß 10(a) usw. jeweils klein und der Schmelzteil 53d ist nach radial außen verbreitet geformt. Mit dieser Form kann der Fall der auf dem Schmelzteil 53d gewickelten Wicklung (der zweite Wicklungsteil 32) verhindert und die erzeugte Schmelzkugel 55 verkleinert werden.
Falls der Schmelzteil 53d aus einem Material mit dem als Material der Wicklung 30 niedrigeren Schmelzpunkt gebildet ist (falls z. B. das Material der Wicklung 30 ein hochreines Kupfer (sauerstofffreies Kupfer) und das Material des Schmelzteils 53d Phosphorbronze ist), schmilzt der Schmelzteil 53d früher als die Wicklung 30. Der geschmolzene Schmelzteil 53d umhüllt die Wicklung 30 und härtet sich, woraus die Schmelzkugel 55 gebildet wird. Die Beschichtung der Wicklung 30 wird aus Materialien (Materialien mit dem als Material des Schmelzteils 53d niedrigeren Schmelzpunkt) wie z. B. Polyurethan gebildet, so dass die Beschichtung früher schmilzt als der Schmelzteil 53d. Durch Umhüllen der Wicklung 30 mit der Schmelzkugel 55 wird daher eine Bestromung sichergestellt.
D. h., während der Schmelzteil 53d vollständig schmilzt, schmilzt an der Wicklung 30 lediglich die Beschichtung und der Kerndraht (Kupferdraht) nicht vollständig. In der Schmelzkugel 55 ist daher eine Grenzfläche (Organisationsgrenze zwischen sauerstofffreiem Kupfer und Phosphorbronze) mit der Wicklung 30 (Kerndraht) gebildet. Da der Leiterplattenanschluss 53V und die Wicklung 30 in diesem Zustand gekoppelt sind, kann eine Leitungsunterbrechung am Basisteil 36 verhindert werden. Da ferner die Organisationsgrenze in der Schmelzkugel 55 gebildet ist, kann die Einzugsstärke ebenfalls erhöht werden.
Falls die Leiterplatte 50 als einziges Brett gebildet ist, kann das Material der Leiterplatte 50 ein Material (bspw. Phosphorbronze) mit einem als die Wicklung 30 niedrigeren Schmelzpunkt sein. Es ist ferner auch möglich, lediglich die Leiterplattenanschlüsse 53V, 53X oder lediglich den Schmelzteil 53d aus einem Material mit einem als die Wicklung 30 niedrigeren Schmelzpunkt zu bilden. Die Windungsanzahl der Wicklung 30 auf jedem Bauteil wie z. B. dem Anschluss 53V kann eins oder mehr betragen. Der in 12(a) und (b) gezeigte Wicklungszustand kann ferner selbstverständlich auf den in 6(a) u. dgl. gezeigten Leiterplattenanschluss 53 u. dgl. angewendet werden.
[Sonstige]
Die in der obigen Ausführungsform erläuterte Struktur des Motors 1 ist ein Beispiel, so dass die Struktur nicht auf dieses beschränkt ist. D. h. die Form des Stators 2, des Rotors 3 und der Rotorkappe 4 ist nicht auf die oben beschriebene beschränkt. Als Struktur der Leiterplatte 50 kann ferner auch eine andere angewendet werden. Bspw. ist es möglich, den Leiterplattenanschluss 53 der Leiterplatte 50 nicht im zentralen Bereich in axialer Richtung des Mittenabschnitts 70 zwischen der Wickelwölbung 35 und dem Anschluss 42b, sondern in der Nähe der Wickelwölbung 35 oder in der Nähe des Anschlusses 42b anzuordnen.
Die aufstehende Wand 52 der Leiterplatte 50 kann ferner mit dem flachen Abschnitt 51 einen stumpfen Winkel bildend gebogen gebildet werden. Auch in diesem Fall ist der Leiterplattenanschluss 53 bevorzugt in zur axialen Richtung der Welle 10 orthogonalen Richtung von der aufstehenden Wand 52 nach außen hinausragend vorgesehen. D. h. können die aufstehende Wand 52 und der Leiterplattenanschluss 53 nicht zueinander orthogonal vorgesehen sein. Der Leiterplattenanschluss 53 kann ferner in zur axialen Richtung der Welle 10 nicht orthogonalen Richtung hinausragend vorgesehen sein. Wenn z. B. der Leiterplattenanschluss 53 gegenüber der axialen Richtung der Welle 10 in Richtung der Spitzenseite (Seite der Rotorkappe 4) der Welle 10 schräg nach außen hinausragend vorgesehen ist, kann die Spitze des Leiterplattenanschlusses 53 von der Wicklung 30 weiter entfernt und der Einfluss von Wärme verkleinert werden kann.
Die Leiterplatte 50 kann ferner auf die aufstehende Wand 52 verzichten. D. h. hinsichtlich der Leiterplatte kann der Leiterplattenanschluss 53 auf der gleichen Ebene mit dem flachen Abschnitt 51 angeordnet sein. In diesem Fall kann, damit der Leiterplattenanschluss 53 im Mittenabschnitt 70 zwischen der Wickelwölbung 35 und dem Anschluss 42b liegt, die Leiterplatte entsprechend der Welle 10 positioniert und über einen Isolator auf die Welle 10 aufgesetzt werden. D. h. die Leiterplatte wird in diesem Fall nicht auf die Stirnfläche des Kerns 20 aufgebracht, sondern kann derart positioniert werden, dass der Leiterplattenanschluss 53 an einer vorgegebenen Position liegt. Auch mit dem Rotor 3 dieser Struktur kann, ebenso wie oben beschrieben, eine Interferenz zwischen der Leiterplatte und der Bürste 4B vermieden, die Zuverlässigkeit und die Arbeitseffizienz des Rotors 3 erhöht und somit die Produktivität des Rotors 3 erhöht werden.
Die Leiterplatte 50 und der Isolator 60 können ferner auf einer gegenüber dem Kern 20 dem Kommutator 40 abgewandten Seite angeordnet sein. Da in diesem Fall eine Interferenzmöglichkeit mit dem Kommutator 40 nicht mehr vorhanden ist, wird der Freiheitsgrad der Anordnung des Leiterplattenanschlusses 53 erhöht. Die Leiterplatte 50, der Isolator 60 und der Kommutator 40 können ferner einstückig spritzgegossen werden. In diesem Fall sind der Isolator 60, der Trägerkörper 41 und das Drückteil 44 als einstückiges Harzelement gebildet, so dass die Arbeitseffizienz bei der Montage erhöht wird. In der obigen Ausführungsform ist ferner ein Beispiel gezeigt, in dem der Kern 20 des Rotors 3, die Leiterplatte 50 und der Isolator 60 jeweils eine Außenform mit einer dreizähligen Rotationssymmetrie aufweisen. Diese können jedoch eine Außenform mit einer wenigstens drei- oder mehrzähligen Rotationssymmetrie aufweisen und sind daher nicht auf die oben beschriebene Form beschränkt.
In der obigen Ausführungsform ist ein Beispiel gezeigt, in dem der Kommutatoranschluss 42b mit der Wicklung 30 durch Löten und der Leiterplattenanschluss 53 und die Wicklung 30 durch Wolfram-Inertgasschweißen gekoppelt sind. Das Verfahren (Art) der thermischen Kopplung ist jedoch nicht auf dies beschränkt. Bspw. können die beiden Anschlüsse 42b, 53 durch ein gleiches Kopplungsverfahren (bspw. Wolfram-Inertgasschweißen) gekoppelt werden.
Wie z. B. in 15 gezeigt, ist es auch möglich, auf den Kommutatoranschluss 42b die Wicklung 30 zu wickeln und durch Schweißen des Schmelzteils 42d von der Spitzenseite elektrisch zu verbinden. Auch in diesem Fall kann der oben beschriebene Wicklungszustand angewendet werden, wie z. B. dass die Anzahl von Übergangsdrähten 37 auf der unteren Seite weniger ist als die Anzahl auf der oberen Seite und sich die Wicklung 30 am Schmelzteil 42d nicht überlappt. Mit dem Bezugszeichen 30s in den Zeichnungen ist ferner der Leitungsanfang (Spitze) dargestellt. Obwohl der Leitungsanfang 30s in diesem Beispiel am Rastteil 42c liegt, kann dieser auch am Schmelzteil 42d angeordnet werden.
Es ist ferner auch möglich, die durch Schmelzen des Schmelzteils 42d erzeugte Schmelzkugel auf der oberen Fläche des Kommutatoranschlusses 42b zu liegen. Zudem kann als Material des Schmelzteils 42d des Kommutatoranschlusses 42b ein Material (z. B. Phosphorbronze) mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als des Materials (z. B. sauerstofffreies Kupfer) der Wicklung 30 verwendet werden. In diesem Fall kann der Bürstenkontaktteil 42a des Kommutatorstücks 42 aus einem (auf der Phosphorbronze als Grundmaterial eine andere Kupferlegierung gestapelten) Mantelmaterial gebildet werden. D. h. der Kommutatoranschluss 42b (oder der Schmelzteil 42d des Kommutatoranschlusses 42b) und die anderen Bauteile können aus unterschiedlichen Materialien gebildet werden.
Die Schaltungsmethode des Motors, auf den die oben beschriebene Struktur des elektrischen Verbindungsteils angewendet wird, ist nicht besonders beschränkt, sondern ein Motor mit einer Bürste der Delta-Schaltungsmethode steht auch zur Verfügung. In diesem Fall kann die obige Verbindungsstruktur auf den Verbindungsteil zwischen dem Kommutatoranschluss und der Wicklung angewendet werden. Der Motor, auf den die obige Struktur des elektrischen Verbindungsteils angewendet wird, kann ferner auch ein bürstenloser Motor sein. In diesem Fall kann die obige Verbindungsstruktur auf den Verbindungsteil zwischen dem Anschluss des Stators (stromführender Teil), auf dem die Wicklung gewickelt ist, und der Wicklung angewendet werden.
[Nachträge]
Die obige Ausführungsform und die abgewandelten Beispiele können teilweise oder vollständig auch so wie in den folgenden Nachträgen angegeben werden:
(Nachtrag A-1)
Struktur eines elektrischen Verbindungsteils, an dem der Anschluss eines stromführenden Teils des Motors und eine Wicklung thermisch gekoppelt sind,
dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss weist auf: einen auf Seite des Basisendes liegenden Rastteil und einen auf der Spitzenseite liegenden Schmelzteil, und die Wicklung weist auf: einen gewickelt vorgesehenen Hauptwicklungsteil des Motors, einen ersten Wicklungsteil als nicht thermisch gekoppelter Teil, der über einen zwischen ihm und dem Hauptwicklungsteil befindlichen Verbindungsdraht vorgesehen ist und mit einer Stützkraft, die als die Spannung zum Ziehen des Verbindungsdrahts auf die Seite des Hauptwicklungsteils größer ist, auf dem Rastteil gewickelt ist, und einen zweiten Wicklungsteil als thermisch gekoppelter Teil, der mit dem ersten Wicklungsteil kontinuierlich vorgesehen und auf dem Schmelzteil gewickelt ist.
(Nachtrag A-2)
Struktur eines elektrischen Verbindungsteils nach Nachtrag A-1,
dadurch gekennzeichnet, dass hinsichtlich des Anschlusses ein schwer schmelzender Teil mit schwerer schmelzenden Eigenschaften als der Schmelzteil auf einer als der Schmelzteil dem Basisende näheren Seite gebildet ist.
(Nachtrag A-3)
Struktur eines elektrischen Verbindungsteils nach Nachtrag A-2,
dadurch gekennzeichnet, dass der schwer schmelzende Teil in der Querschnittsfläche größer ist als der Schmelzteil.
(Nachtrag A-4)
Struktur eines elektrischen Verbindungsteils nach Nachtrag A-3,
dadurch gekennzeichnet, dass der schwer schmelzende Teil einen Breitenabschnitt umfasst, der als der Schmelzteil breiter gebildet ist.
(Nachtrag A-5)
Struktur eines elektrischen Verbindungsteils nach Nachtrag A-3 oder A-4,
dadurch gekennzeichnet, dass der schwer schmelzende Teil eine Verdickung umfasst, die als der Schmelzteil dicker gebildet ist.
(Nachtrag A-6)
Struktur eines elektrischen Verbindungsteils nach einem der Nachträge A-3 bis A-5,
dadurch gekennzeichnet, dass am Schmelzteil eine Ausnehmung zur Reduzierung der Querschnittsfläche im Vergleich zum schwer schmelzenden Teil gebildet ist.
(Nachtrag A-7)
Struktur eines elektrischen Verbindungsteils nach einem der Nachträge A-2 bis A-6,
dadurch gekennzeichnet, dass der schwer schmelzende Teil einen heterogenen Teil gebildet aus einem als das Material des Schmelzteils schwerer schmelzenden Material umfasst.
(Nachtrag B-1)
Struktur eines elektrischen Verbindungsteils, an dem der Anschluss eines stromführenden Teils des Motors und eine Wicklung thermisch gekoppelt sind,
dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss weist auf: einen auf Seite des Basisendes liegenden Rastteil, einen auf der Spitzenseite liegenden und thermisch gekoppelten Schmelzteil und einen schwer schmelzenden Teil mit schwerer schmelzenden Eigenschaften als der Schmelzteil auf einer als der Schmelzteil dem Basisende näheren Seite, und die Wicklung weist auf: einen gewickelt vorgesehenen Hauptwicklungsteil des Motors, einen ersten Wicklungsteil, der über einen Verbindungsdraht im Zustand, in dem eine Spannung zwischen ihm und dem Hauptwicklungsteil wirkt, vorgesehen ist, und auf dem Rastteil gewickelt ist, sowie einen zweiten Wicklungsteil, der mit dem ersten Wicklungsteil kontinuierlich vorgesehen und auf dem Schmelzteil gewickelt ist.
(Nachtrag B-2)
Struktur eines elektrischen Verbindungsteils nach Nachtrag B-1,
dadurch gekennzeichnet, dass der schwer schmelzende Teil in der Querschnittsfläche größer ist als der Schmelzteil.
(Nachtrag B-3)
Struktur eines elektrischen Verbindungsteils nach Nachtrag B-2,
dadurch gekennzeichnet, dass der schwer schmelzende Teil einen Breitenabschnitt umfasst, der als der Schmelzteil breiter gebildet ist.
(Nachtrag B-4)
Struktur eines elektrischen Verbindungsteils nach Nachtrag B-2 oder B-3,
dadurch gekennzeichnet, dass der schwer schmelzende Teil eine Verdickung umfasst, die als der Schmelzteil dicker gebildet ist.
(Nachtrag B-5)
Struktur eines elektrischen Verbindungsteils nach einem der Nachträge B-2 bis B-4,
dadurch gekennzeichnet, dass am Schmelzteil eine Ausnehmung zur Reduzierung der Querschnittsfläche im Vergleich zum schwer schmelzenden Teil gebildet ist.
(Nachtrag B-6)
Struktur eines elektrischen Verbindungsteils nach einem der Nachträge B-1 bis B-5,
dadurch gekennzeichnet, dass der schwer schmelzende Teil einen heterogenen Teil gebildet aus einem als das Material des Schmelzteils schwerer schmelzenden Material umfasst.
(Nachtrag C)
Rotor, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Struktur des elektrischen Verbindungsteils nach einem der Nachträge A-1 bis A-7 und B-1 bis B-6 der Anschluss des stromführenden Teils und die Wicklung verbunden sind.
(Nachtrag D)
Motor, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Struktur des elektrischen Verbindungsteils nach einem der Nachträge A-1 bis A-7 und B-1 bis B-6 der Anschluss des stromführenden Teils und die Wicklung verbunden sind.
[Erläuterung von Bezugszeichen]

1: Motor
3: Rotor
5, 5W, 5X, 5Y, 5Z, 5Z', 5Z": Anschluss
5a: Rastteil
5b, 5b', 5b": Schmelzteil
5d: Verdickung (Abteilung, schwer schmelzender Teil)
5e: heterogener Teil (Abteilung, schwer schmelzender Teil)
5f: Ausnehmung
5g: Stufe
5y: Schmelzkugel
6: Wicklung
6a: erster Wicklungsteil (Windungsteil)
6b: zweiter Wicklungsteil
6c: Verbindungsdraht
6d: Hauptwicklungsteil
6e: Basisteil (ein Ende)
30: Wicklung
30e: Leitungsendabschnitt (Spitze)
30s: Leitungsanfang (Spitze)
31: erster Wicklungsteil (Windungsteil)
32: zweiter Wicklungsteil
33: Verbindungsdraht
34: Hauptwicklungsteil
35: Wickelwölbung
36: Basisteil (ein Ende)
37: Übergangsdraht
40: Kommutator (stromführender Teil)
42b: Kommutatoranschluss (Anschluss)
42c: Rastteil
42d: Schmelzteil
42e: Breitenabschnitt (Abteilung, schwer schmelzender Teil)
50: Leiterplatte (stromführender Teil)
53, 53R, 53S, 53T, 53V, 53X: Leiterplattenanschluss (Anschluss)
53a, 53a', 53": Rastteil
53b, 53b', 53b", 53d: Schmelzteil
53c: Breitenanschnitt (Abteilung, schwer schmelzender Teil)
53u: obere Fläche (andere Fläche)
53w: untere Fläche (eine Fläche)
55: Schmelzkugel
A: Bereich
B: schwer schmelzender Bereich
F1: Verbindungsspannung (Spannung)
F2: Stützkraft

Claims

Struktur eines elektrischen Verbindungsteils, an dem ein Anschluss eines stromführenden Teils eines Motors und eine Wicklung thermisch gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss weist auf: einen auf Seite des Basisendes liegenden Rastteil und einen auf der Spitzenseite liegenden Schmelzteil, die Wicklung weist auf: einen Windungsteil, der auf dem Rastteil gewickelt und dessen ein Ende mit einer am Schmelzteil erzeugten Schmelzkugel gebunden ist, sowie einen Verbindungsdraht, der von einem gewickelt angeordneten Hauptwicklungsteil des Motors gespannt angeordnet ist und auf das andere Ende des Windungsteils folgt, wobei auf das eine Ende des Windungsteils keine Spannung zum Ziehen des Verbindungsdrahts auf die Seite des Hauptwicklungsteils wirkt.
Struktur eines elektrischen Verbindungsteils nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Windungsteil nach einer thermischen Kopplung eine Stützkraft zum Halten eines Wicklungszustands auf dem Rastteil wirkt, wobei die Stützkraft größer als die Spannung ist.
Struktur eines elektrischen Verbindungsteils nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss eine Abteilung aufweist, die den Rastteil und den Schmelzteil abteilt und einen Zustand aufrechterhält, in dem die Stützkraft größer ist als die Spannung.
Struktur eines elektrischen Verbindungsteils nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelzkugel dadurch erzeugt wird, dass seine Fortbewegung bei der thermischen Kopplung der Wicklung von der Spitzenseite des Anschlusses durch die Abteilung beschränkt wird.
Struktur eines elektrischen Verbindungsteils nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abteilung in der Querschnittsfläche größer ist als der Rastteil.
Struktur eines elektrischen Verbindungsteils nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abteilung einen Breitenabschnitt umfasst, der breiter als der Rastteil gebildet ist.
Struktur eines elektrischen Verbindungsteils nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abteilung eine Verdickung umfasst, die als der Rastteil dicker gebildet ist.
Struktur eines elektrischen Verbindungsteils nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass am Schmelzteil eine Ausnehmung zur Reduzierung der Querschnittsfläche im Vergleich zur Abteilung gebildet ist.
Struktur eines elektrischen Verbindungsteils nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abteilung einen heterogenen Teil gebildet aus einem als das Material der Schmelzkugel schwerer schmelzenden Material umfasst.
Struktur eines elektrischen Verbindungsteils nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Anschluss in der Reihenfolge vom Basisende her der Rastteil, die Abteilung und der Schmelzteil vorgesehen sind, dass vom Windungsteil die Abteilung schräg durchquerende Übergangsdrähte umfasst sind, die derart angeordnet sind, dass die Anzahl an den entlang der hauptwicklungsteilseitigen Fläche des Anschlusses verlaufenden Übergangdrähten weniger ist als die Anzahl an den entlang der der Fläche abgewandten anderen Fläche verlaufenden Übergangsdrähten.
Struktur eines elektrischen Verbindungsteils nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der stromführende Teil eine Leitplatte umfasst, auf der zusammen mit dem Kern des Motors die Wicklung gewickelt ist, wobei der Übergangsdraht lediglich auf der Seite der anderen Fläche des Anschlusses der Leitplatte vorgesehen ist.
Struktur eines elektrischen Verbindungsteils nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelzkugel auf der Seite der anderen Fläche des Anschlusses positioniert ist.
Struktur eines elektrischen Verbindungsteils nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der stromführende Teil eine Leitplatte umfasst, auf der zusammen mit dem Kern des Motors die Wicklung gewickelt ist, wobei in der Breitrichtung, die zur die Seite des Basisendes und die Seite der Spitze verbindenden Längsrichtung am Anschluss der Leitplatte orthogonal steht, die beiden Enden des Verbindungsdrahts auf derselben Seite positioniert sind.
Struktur eines elektrischen Verbindungsteils nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze der Wicklung am Schmelzteil positioniert ist.
Struktur eines elektrischen Verbindungsteils nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklung den Schmelzteil nicht überlappend gewickelt ist.
Struktur eines elektrischen Verbindungsteils nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzteil aus Materialien mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als des Materials der Wicklung gebildet ist.
Struktur eines elektrischen Verbindungsteils nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Schmelzteils Phosphorbronze und das Material der Wicklung sauerstofffreies Kupfer ist.
Rotor, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Struktur des elektrischen Verbindungsteils nach einem der Ansprüche 1 bis 17 der Anschluss des stromführenden Teils und die Wicklung verbunden sind.
Motor, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Struktur des elektrischen Verbindungsteils nach einem der Ansprüche 1 bis 17 der Anschluss des stromführenden Teils und die Wicklung verbunden sind.
Verfahren zum Bilden eines elektrischen Verbindungsteils zwischen einem Anschluss eines stromführenden Teils mit dem Anschluss, der basisendseitig einen Rastteil und spitzenseitig einen Schmelzteil aufweist sowie mit einer Wicklung eines Motors thermisch gekoppelt ist, und der Wicklung, gekennzeichnet durch: einen Wicklungsschritt, in welchem vorgesehen werden: ein Hauptwicklungsteil des Motors, an dem die Wicklung gewickelt ist, ein erster Wicklungsteil, an dem die Wicklung über einen zwischen ihm und dem Hauptwicklungsteil befindlichen Verbindungsdraht auf dem Rastteil gewickelt ist, und ein zweiter Wicklungsteil, an dem die Wicklung vom ersten Wicklungsteil her kontinuierlich auf dem Schmelzteil gewickelt ist, sowie einen Kopplungsschritt, in welchem der Schmelzteil neben bzw. nach dem Wicklungsschritt geschmolzen und mit dem zweiten Wicklungsteil thermisch gekoppelt wird, wobei im Wicklungsschritt die Wicklung derart gewickelt wird, dass eine Stützkraft des ersten Wicklungsteils für den Rastteil größer ist als eine Kraft, mit der der Verbindungsdraht auf die Seite des Hauptwicklungsteils hin gezogen wird, und im Kopplungsschritt die thermische Kopplung unter Aufrechterhaltung des Zustandes beendet wird, in dem die Stützkraft größer als die Spannung ist.
Verfahren zum Bilden eines elektrischen Verbindungsteils zwischen einem Anschluss eines stromführenden Teils eines Motors und einer Wicklung, gekennzeichnet durch: einen Formungsschritt, in dem der Anschluss in einer vorgegebenen Form geformt wird, in der die Seite des Basisendes des Anschlusses als Rastteil und die Seite der Spitze als Schmelzteil sowie ein als der Schmelzteil am Basisende näher liegender Bereich als schwer schmelzender Teil, der als der Schmelzteil schwerer schmilzt, betrachtet ist, einen Wicklungsschritt, in dem nach dem Formungsschritt vorgesehen werden: ein Hauptwicklungsteil des Motors, in dem die Wicklung gewickelt ist, ein erster Wicklungsteil, in dem die Wicklung über einen zwischen ihm und dem Hauptwicklungsteil gespannt angeordneten Verbindungsdraht auf dem Rastteil gewickelt ist, und ein zweiter Wicklungsteil, in dem die Wicklung vom ersten Wicklungsteil her kontinuierlich auf dem Schmelzteil gewickelt ist, sowie einen Kopplungsschritt, in dem der Schmelzteil neben bzw. nach dem Wicklungsschritt geschmolzen und mit dem zweiten Wicklungsteil thermisch gekoppelt wird.