JP2010257843A - ターミナル、モータ及び電気機器 - Google Patents

Abstract

【課題】アルミ線と銅線とを導通接続する小型化されたターミナル（接続端子）を得ること。
【解決手段】アルミ板と銅板とを圧着一体化し短冊状に形成され、前記銅板の表面には錫膜が形成され、中間部で折り曲げて略Ｌ字形に形成したクラッド材からなるターミナルであって、一端を前記アルミ板を内側としてＪ字形に折り返し該Ｊ字形の内側の前記アルミ板にアルミ線を挟み込んで熱カシメし、他端の前記銅板の錫膜に銅線をハンダ付けする。
【選択図】図３

Description

本発明は、アルミ電線と銅電線とを導通接続するターミナル（接続端子）、このターミナルを備えたモータ及び電気機器に関する。

従来、絶縁性の合成樹脂による電線接続部材の内部空間内に配置されたアルミ電線の心線部と銅電線の心線部とが直接接触しない状態で挿入配設されると共に、内部空間内に導電性樹脂が充填され、該導電性樹脂を介してアルミ電線の心線部と銅電線の心線部とが電気的に導通接続されてなる電食を防止するアルミ電線の接続構造が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、アルミ電線が接続される端子後端部をアルミ又はアルミ合金で形成し、相手方端子と接続される端子先端部を銅又は銅合金で形成し、前記端子後端部と端子先端部を接合して接合端子を構成し、この接合端子をコネクタハウジングに組み込み、前記端子後端部と端子先端部との接合部をコネクタハウジング内に充填した絶縁体で封止したアルミ電線用コネクタが開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−２２９１８４号公報 特開２００４−１１１０５８号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、アルミ電線（以下、アルミ線という。）と銅電線（以下、銅線という。）の接続部を封止するコネクタハウジングを必要とする。そのため、接続部が大型化してしまう、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、アルミ線と銅線とを導通接続する小型化されたターミナル（接続端子）、このターミナルを備えたモータ及び電気機器を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、アルミ板と銅板とを圧着一体化し短冊状に形成されたクラッド材からなるターミナルであって、一端を前記アルミ板を内側としてＪ字形に折り返し該Ｊ字形の内側の前記アルミ板にアルミ線を挟み込んで熱カシメし、他端の前記銅板に銅線をハンダ付けすることを特徴とする。

本発明によれば、アルミ線と銅線とを導通接続する小型化されたターミナル、このターミナルを備えたモータ及び電気機器が得られる、という効果を奏する。

図１−１は、本発明にかかるモータの実施の形態を示す部分断面図である。 図１−２は、実施の形態１のターミナルプレートを示す正面図である。 図２は、実施の形態１のターミナルを示す斜視図である。 図３は、実施の形態２のターミナルを示す斜視図である。 図４は、実施の形態３のターミナルを示す斜視図である。 図５−１は、実施の形態４のターミナルを示す斜視図である。 図５−２は、実施の形態４のターミナル変形例を示す斜視図である。 図６は、実施の形態５のターミナルを示す斜視図である。 図７は、実施の形態６のターミナルを示す斜視図である。

以下に、本発明にかかるターミナル、モータ及び電気機器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１−１は、本発明にかかるモータの実施の形態を示す部分断面図であり、図１−２は、実施の形態１のターミナルプレートを示す正面図であり、図２は、実施の形態１のターミナルを示す斜視図である。

図１−１及び図１−２に示すように、実施の形態のモータ９０は、ハウジング１１と、ハウジング１１の中心に回転自在に支持された回転軸１２と、回転軸１２に支持された回転子１３と、ハウジング１１内に保持されティース１４ａにコイル１５が巻回された固定子１４と、固定子１４の一側に配置されたターミナルプレート１６と、ターミナルプレート１６上に固定されたターミナル１７と、を備えている。

Ｌ字形片に形成されたターミナル１７は、ターミナルプレート１６への圧入、若しくは、ターミナルプレートに設けられた固定ツメにより、ターミナルプレートに固定されている。コイル１５を形成するアルミ線１８とリード銅線（以下、銅線という。）１９は、ターミナル１７を介して接続される。

図２に示すように、実施の形態１のターミナル１７は、銅板（銅合金を含む。以下の実施の形態も同じ。）１７ａとアルミ板（アルミ合金を含む。以下の実施の形態も同じ。）１７ｂとを圧着一体化したクラッド材を短冊状に打ち抜き、中間部で銅板１７ａを内側として略Ｌ字形に折り曲げてＬ字形片とし、一端をアルミ板１７ｂを内側としてＪ字形に折り返し、Ｊ字形の内側のアルミ板１７ｂにアルミ線１８の端末を挟み込んで熱カシメ（ヒュージング）したものである。アルミ線１８の絶縁皮膜には、溶融温度が４５０℃以下のものを用いている。

熱カシメ（ヒュージング）とは、Ｊ字形に折り返したターミナル１７の折り返し部を溶接用電極で挟んで通電し、折り返し部を加熱してアルミ線１８の表面の酸化被膜を破壊、除去し、アルミ線１８とターミナル１７のアルミ板１７ｂとを抵抗溶接とカシメにより接合するものである。一方、銅線１９の端末は、ターミナル１７の銅板１７ａにハンダ付けする。クラッド材のアルミ板１７ｂと銅板１７ａの境界面には、合金層が形成され、異種金属間の電食は発生しない。

実施の形態２．
図３は、実施の形態２のターミナルを示す斜視図である。図３に示すように、実施の形態２のターミナル２７は、表面に、メッキ等により錫膜２７ｃを形成した銅板１７ａとアルミ板１７ｂとを圧着一体化したクラッド材を短冊状に打ち抜き、中間部で銅板１７ａを内側にしてＬ字形に折り曲げてＬ字形片とし、一端をアルミ板１７ｂを内側にしてＪ字形に折り返して形成したものである。実施の形態２のターミナル２７は、錫膜２７ｃで銅板１７ａを覆っているので、銅板１７ａの酸化を防止し、ハンダ濡れ性を向上することができる。

実施の形態１及び２のターミナル１７、２７によれば、アルミ板１７ｂと銅板１７ａを圧着一体化したクラッド材を用いているため、モータ製造工程で異種金属接合を行なう必要がなく、新規設備、技術の必要もなく、信頼性の高いモータを製造することができる。また、高価なアルミ用ハンダを用いないので、低コストである。さらに、アルミ線１８と銅線１９の接続部（ターミナル１７、２７）を封止するコネクタハウジングを必要とせず、接続部を小型化することができる。

実施の形態３．
図４は、実施の形態３のターミナルを示す斜視図である。図４に示すように、実施の形態３のターミナル３７は、銅板１７ａとアルミ板１７ｂとを圧着一体化したクラッド材を短冊状に打ち抜き、一側をアルミ板１７ｂを内側としてＪ字形に折り返し、同一方向を向くアルミ線１８の接続面（アルミ面）と銅線１９の接続面（銅面）を設けている。なお、一側を銅板１７ａを内側としてＪ字形に折り返してもよい。

アルミ線１８の端末とアルミ板（アルミ面）１７ｂは、抵抗溶接（ダイレクト又はパラレル方式のスポット溶接）により接合され、銅線１９の端末と銅板（銅面）１７ａは、ハンダ付けにより接合されている。なお、実施の形態２と同様に、銅板１７ａの表面に、メッキ等により錫膜２７ｃを形成してもよい。

ターミナル３７は、アルミ側スポットのターミナル３７への溶け込み量を考慮し、通常、クラッド材厚さに対しアルミ板１７ｂの厚さを８０％程度、銅板１７ａの厚さを２０％程度に設定する。この比率は、接合条件に合わせて変更してもよい。実用上のクラッド材厚さは、０．５ｍｍ（銅板：０．１〜０．２ｍｍ、アルミ板：０．３〜０．４ｍｍ）程度である。上記の、アルミ板１７ｂの厚さと銅板１７ａの厚さを、アルミ線１８又は銅線１９との接合時の溶け込み深さに応じて設定することは、以下に説明する実施の形態４及び６のターミナルに適用してもよい。

実施の形態３のターミナル３７は、クラッド材をＪ字形に折り返して形成され、アルミ線１８と銅線１９とを、同一方向を向く面に夫々接合することができ、ワークを反転することなく、同一方向から接合作業を行なうことができ、作業性がよい。また、ターミナル３７は、形状が立体的でなく平面的であるため、さらなる小型化が可能である。

実施の形態４．
図５−１は、実施の形態４のターミナルを示す斜視図であり、図５−２は、実施の形態４のターミナルの変形例を示す斜視図である。図５−１に示すように、実施の形態４のターミナル４７は、突合せ型クラッド材から成り、アルミ板１７ｂとアルミ線１８とは、抵抗溶接により接合され、銅板１７ａとリード銅線１９とは、ハンダ付けにより接合される。また、図５−２に示すように、アルミ板１７ｂ（又は銅板１７ａ）の一部を薄く形成し、薄く形成された部分に薄い銅板１７ａ（又はアルミ板１７ｂ）を圧着一体化したクラッド材を用いてもよい。実施の形態４のターミナル４７は、アルミ線１８とリード銅線１９とを、折り返しのない同一面へ夫々接合することができ、実施の形態３のターミナル３７以上に小型化が可能である。なお、実施の形態２と同様に、銅板１７ａの表面に、メッキ等により錫膜２７ｃを形成してもよい。

実施の形態５．
図６は、実施の形態５のターミナルを示す斜視図である。図６に示すように、実施の形態５のターミナル５７は、銅板１７ａとアルミ板１７ｂとを圧着一体化したクラッド材を短冊状に打ち抜き、一端をアルミ板１７ｂを内側にしてＪ字形に折り返し、Ｊ字形の内側のアルミ板１７ｂにアルミ線１８の端末を挟み込んで機械的にカシメ、また、他端を銅板１７ａを内側にしてＪ字形に折り返し、Ｊ字形の内側の銅板１７ａにリード銅線１９の端末を挟み込んで機械的にカシメたものである。実施の形態５のターミナル５７は、モータ製造工程で異種金属接合を行なう必要がない。

実施の形態６．
図７は、実施の形態６のターミナルを示す斜視図である。図７に示すように、実施の形態６のターミナル６７は、銅板１７ａとアルミ板１７ｂとを圧着一体化したクラッド材を中央部が両端部よりも幅の狭い短冊状に打ち抜き、一端をアルミ板１７ｂを内側としてＪ字形に折り返し、同一方向を向く面に、アルミ線１８の接続面とリード銅線１９の接続面を設けている。なお、一端を銅板１７ａを内側としてＪ字形に折り返してもよい。

アルミ線１８の端末とアルミ板１７ｂとの接合、及び、リード銅線１９の端末と銅板１７ａとの接合は、パラレル方式のスポット溶接としている。この場合、ターミナルとしてアルミ材単体を用いるよりも、アルミ板１７ｂと銅板１７ａのクラッド材を用いた方が、２０％程度導電率が高い。

それ故、溶接時に大電流を流すためのターミナル６７の断面積が少なくて済み、従来のターミナルよりも幅を狭くすることができ、ターミナル６７の括れ部分に、モータ内結線、温度ヒューズ等の電気用部品の配置スペース等を確保することができ、モータの小型化も可能である。

スポット溶接の接合条件については、形状に合わせて電流一定制御、電力一定制御等を使い分け、また、溶接時のアルミ線１８のつぶれ過ぎを防ぐため、電極の下死点制御を行うとよい。

なお、以上説明した実施の形態１〜６のターミナルは、モータ以外の電気機器にも用いることができる。

以上のように、本発明にかかるターミナルは、固定子コイルをアルミ線で形成した小型誘導機モータ及びその他の電気機器に有用である。

１１ ハウジング
１２ 回転軸
１３ 回転子
１４ 固定子
１４ａ ティース
１５ コイル
１６ ターミナルプレート
１７、２７、３７、４７、５７、６７ ターミナル
１７ａ 銅板
１７ｂ アルミ板
１８ アルミ線
１９ 銅線（リード銅線）
２７ｃ 錫膜
９０ モータ

Claims (10)

1. アルミ板と銅板とを圧着一体化し短冊状に形成されたクラッド材からなるターミナルであって、
   一端を前記アルミ板を内側としてＪ字形に折り返し該Ｊ字形の内側の前記アルミ板にアルミ線を挟み込んで熱カシメし、他端の前記銅板に銅線をハンダ付けすることを特徴とするターミナル。
2. 前記クラッド材を中間部で折り曲げ、略Ｌ字形に形成したことを特徴とする請求項１に記載のターミナル。
3. アルミ板と銅板とを圧着一体化し短冊状に形成されたクラッド材からなるターミナルであって、
   一端をＪ字形に折り返して同一方向を向くアルミ面と銅面を形成し、前記アルミ面にはアルミ線を抵抗溶接し、前記銅面には銅線をハンダ付けすることを特徴とするターミナル。
4. アルミ板と銅板とを突合わせて一体化し短冊状に形成された突合せ型クラッド材からなるターミナルであって、
   前記アルミ板にはアルミ線を抵抗溶接し、前記銅板には銅線をハンダ付けすることを特徴とするターミナル。
5. 前記銅板の表面に錫膜を形成し該錫膜に前記銅線をハンダ付けすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のターミナル。
6. アルミ板と銅板とを圧着一体化し中央部が両端部よりも幅の狭い短冊状に形成されたクラッド材からなるターミナルであって、
   一端をＪ字形に折り返して同一方向を向く面にアルミ面と銅面を形成し、前記アルミ面とアルミ線との接合、及び、前記銅面側と銅線との接合を、パラレル方式のスポット溶接で行なうことを特徴とするターミナル。
7. 前記アルミ板の厚さと銅板の厚さを、アルミ線又は銅線との接合時の溶け込み深さに応じて設定することを特徴とする請求項３〜６のいずれか一つに記載のターミナル。
8. アルミ板と銅板とを圧着一体化し短冊状に形成されたクラッド材からなるターミナルであって、
   一端を前記アルミ板を内側としてＪ字形に折り返し該Ｊ字形の内側の前記アルミ板にアルミ線を挟み込んでカシメ、他端を前記銅板を内側としてＪ字形に折り返し該Ｊ字形の内側の前記銅板にリード銅線を挟み込んでカシメることを特徴とするターミナル。
9. 請求項１〜８のいずれか一つに記載のターミナルをターミナルプレートに備え、該ターミナルを介して固定子のコイルのアルミ線とリード銅線とを接続したことを特徴とするモータ。
10. 請求項１〜８のいずれか一つに記載のターミナルを備え、該ターミナルを介してアルミ線と銅線とを接続したことを特徴とする電気機器。

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