JP2013207965A

JP2013207965A - モータ

Info

Publication number: JP2013207965A
Application number: JP2012076151A
Authority: JP
Inventors: Takashi Suzuki; 孝史鈴木
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2013-10-07
Anticipated expiration: 2032-03-29
Also published as: JP5988084B2

Abstract

【課題】接続基板を用いてアルミ線とリード線を接続する時における半田付けによる接続の品質と作業性に優れたモータを提供すること。
【解決手段】アルミ線挿入部３３と半田付けランド３４を有する接続基板２１にてモータコイル１４のアルミ線１８とリード線１９とを半田付け接続するモータ１０において、アルミ線１８における樹脂被膜２３を剥離したアルミ芯線２２の先端部にフラックスを塗布してアルミ用半田を半田付けし、半田付けランド３１は、アルミ線挿入部３３との間に隙間を有するように離して形成され、アルミ芯線２２のアルミ用半田２７をのせていない基部２２ａを前記隙間に位置させて、アルミ芯線２２のアルミ用半田２７をのせた部分を銅用半田２８でリード線１９とともに半田付けする。
【選択図】図１

Description

本発明は、アルミ線からなるモータコイルとリード線とを接続基板を用いて半田付けで接続したモータに関するものである。

特許文献１によれば、近時、モータコイルは、銅線の高騰によりアルミ線（アルミ単独線又はアルミの合金線、以下同じ）が用いられるようになってきた。このようなアルミ線とリード線(銅線)を半田付けで接続するには、アルミ線により構成されているモータコイルの引き出し端部をリード線の端部に絡げて半田付けする方法と、半田付けに代えて予めワニス処理されたセミキュアースリーブ又はシートで接続部を包被する方法が記載されている。

図４は、誘導モータ１０を示しており、モータコイル１４を巻き付けた固定子鉄心１１の内径側には、回転軸１３を有する回転子１２を配置し、図示しない軸受を介して図示しないモータブラケットに対して回転軸１３を軸受で回転自在に取り付けたものである。
前記モータコイル１４として用いられているアルミ線１８は、リード線１９に絡げて半田付けされ、半田付け部分は、収縮チューブ２０で被覆されるものである。

従来は、アルミ線１８とリード線１９に絡げて半田付けするには、図５に示すような方法で行っていた。
（ａ）アルミ線１８の樹脂被膜２３は、アルミ芯線２２に対し焼き付けにより密着しており、この樹脂被膜２３を剥離してアルミ芯線２２を露出させる。これに対し、リード線１９の樹脂被覆２５は、密着することなく単に覆われているだけであり、この樹脂被覆２５を剥離して銅芯線２４を露出させる。
（ｂ）アルミ線１８のアルミ芯線２２をリード線１９の銅芯線２４に絡げる。
（ｃ）この絡げた部分をアルミ用フラックス２６の槽に浸漬し、アルミ用フラックス２６を塗布する。フラックスには、次の役割がある。
（１）洗浄（金属表面の酸化物を遊離させる）
（２）酸化防止（空気との間に薄い膜を作って、半田と母材表面を保護）
（３）濡れ促進（界面張力を減らし、半田を広がり易くする）
リード線１９の樹脂被覆２５は、密着することなく覆われているだけであるため、酸化力の強いアルミ用フラックス２６は、樹脂被覆２５と銅芯線２４の隙間に侵入する。
（ｄ）アルミ用フラックス２６の塗布した部分をアルミ用半田槽に浸漬してアルミ用半田２７を半田付けする。半田付けした部分以外のアルミ用フラックス２６の残渣を洗浄するため、アルコールや水につけ、かつ、布などで拭き取る。
（ｅ）半田付け部分に空気の遮断と絶縁のための収縮チューブ２０を嵌め込み、ヒーターで加熱して収縮させ接続部分に密着させる。

特開昭５２−９８９０１号公報。

前記従来の方法では、次のような問題点があった。
（１）リード線１９の樹脂被覆２５は、密着することなく覆われているだけであるため、酸化力の強いアルミ用フラックス２６は、樹脂被覆２５と銅芯線２４の隙間に侵入することにより、銅芯線２４が腐食し、断線の恐れがあること。
（２）以下の各工程が必要であり、作業工数が多いこと。すなわち、アルミ線１８のアルミ芯線２２をリード線１９の銅芯線２４に絡げる工程、この絡げた部分をアルミ用フラックス２６の槽に浸漬し、アルミ用フラックス２６を塗布する工程、アルミ用フラックス２６の塗布した部分をアルミ用半田槽に浸漬してアルミ用半田２７を半田付けする工程、酸化力の強いアルミ用フラックス２６が樹脂被覆２５と銅芯線２４の隙間に侵入しているのを除去する工程、半田付け部分に空気の遮断と絶縁のための収縮チューブ２０を嵌め込み、ヒーターで加熱して収縮させ接続部分に密着させる工程、及び、接続部分をモータコイルのコイルエンドに固定する工程。

本発明は、モータコイルを構成するアルミ線と銅線からなるリード線を、接続基板を用いて接続するときにおける半田付けによる接続の品質、接続の作業性に優れたモータを提供することを目的とするものである。

本発明によるモータは、固定子鉄心１１と、この固定子鉄心１１と対向して回転する回転子１２と、前記固定子鉄心１１に巻回されたモータコイル１４とを具備し、前記モータコイル１４は、アルミ線１８からなり、このアルミ線１８の引き出し線端部を挿入するためのアルミ線挿入部３３と半田付けランド３１とを有する接続基板２１にて、前記アルミ線１８の引き出し線端部と外部から電力を供給するための銅線からなるリード線１９とを半田付け接続するモータ１０であって、前記アルミ線１８はアルミ芯線２２が樹脂被膜２３で被膜されており、この樹脂被膜２３を剥離したアルミ芯線２２にフラックス２６を塗布してアルミ用半田２７を半田付けし、前記半田付けランド３１は、前記アルミ線挿入部３３から隙間ａをもって形成され、前記アルミ芯線２２のアルミ用半田２７を半田付けした部分と前記リード線１９とを銅用半田２８で半田付けする際、アルミ芯線２２におけるアルミ用半田２７を塗布した部分と樹脂被膜２３との間のアルミ用半田２７を塗布していない基部２２ａを、半田付けランド３１とアルミ線挿入部３３の間に位置させたことを特徴とする。

モータ１０は誘導モータであり、前記固定子鉄心１１と前記モータコイル１４と共に前記基部２２ａを含む前記接続基板２１をワニス３６で覆ったことを特徴とする。

前記基部２２ａを、熱硬化性樹脂からなるシール部材３０で少なくとも覆うように塗布したうえで、前記固定子鉄心１１と前記モータコイル１４と共に前記基部２２ａを含む前記接続基板２１を加熱し、かつ、前記固定子鉄心１１と前記モータコイル１４と共に前記接続基板２１をワニス３６で覆ったことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、固定子鉄心と、この固定子鉄心と対向して回転する回転子と、前記固定子鉄心に巻回されたモータコイルとを具備し、前記モータコイルは、アルミ線からなり、このアルミ線の引き出し線端部を挿入するためのアルミ線挿入部と半田付けランドとを有する接続基板にて、前記アルミ線の引き出し線端部と外部から電力を供給するための銅線からなるリード線とを半田付け接続するモータであって、前記アルミ線はアルミ芯線が樹脂被膜で被膜されており、この樹脂被膜を剥離したアルミ芯線にフラックスを塗布してアルミ用半田を半田付けし、前記半田付けランドは、前記アルミ線挿入部から隙間をもって形成され、前記アルミ芯線のアルミ用半田を半田付けした部分と前記リード線とを銅用半田を半田付けする際、アルミ芯線におけるアルミ用半田を塗布した部分と樹脂被膜との間のアルミ用半田を塗布していない基部を、半田付けランドとアルミ線挿入部の間に位置させたので、次の作用効果を有する。
（１）リード線に酸化力の強いアルミ用フラックスを塗布しないので、樹脂被覆と銅芯線の隙間に侵入せず、銅芯線の腐食、断線の恐れがなくなる。また、基部が接続基板上に位置するためシール部材やワニスを塗布しやすくなり、基部の酸化や腐食を確実に防止できる。
（２）接続の作業工程を大幅に削減できる。

請求項２記載の発明によれば、モータは誘導モータであり、前記固定子鉄心と前記モータコイルと共に前記基部を含む前記接続基板をワニスで覆ったので、モータコイルの基部を接続基板の上でワニスによって覆うことができ、基部の酸化や腐食を防止できる。

請求項３記載の発明によれば、前記基部を、熱硬化性樹脂からなるシール部材で少なくとも覆うように塗布したうえで、前記固定子鉄心１１と前記モータコイル１４と共に前記基部２２ａを含む前記接続基板２１を加熱し、かつ、前記固定子鉄心１１と前記モータコイル１４と共に前記接続基板２１をワニスで覆ったので、ワニス含浸前の加熱によりシール部材を硬化することができると共に、加熱によりモータコイルの線間にもワニスが含浸できてモータコイルの絶縁や放熱性を高めることができる。

本発明によるモータにおいて、アルミ線からなるモータコイルとリード線との接続のために使用される接続基板２１の一実施例を示す正面図である。本発明によるモータにおいて、接続基板２１を用いてアルミ線１８とリード線１９を半田付けする工程図である。アルミ線１８とリード線１９を接続基板２１を介在して半田付けし、モータに取り付けた例を示す断面図である。アルミ線１８とリード線１９を絡げて半田により接続した例を示すモータの断面図である。アルミ線１８とリード線１９を絡げて半田により接続する工程の説明図である。

本発明によるモータは、固定子鉄心１１と、この固定子鉄心１１と対向して回転する回転子１２と、前記固定子鉄心１１に巻回されたモータコイル１４とを具備し、前記モータコイル１４は、アルミ線１８からなり、このアルミ線１８の引き出し線端部を挿入するためのアルミ線挿入部３３と半田付けランド３１とを有する接続基板２１にて、前記アルミ線１８の引き出し線端部と外部から電力を供給するための銅線からなるリード線１９とを半田付け接続するモータ１０であって、前記アルミ線１８はアルミ芯線２２が樹脂被膜２３で被膜されており、この樹脂被膜２３を剥離したアルミ芯線２２にフラックス２６を塗布してアルミ用半田２７を半田付けし、前記半田付けランド３１は、前記アルミ線挿入部３３から隙間ａをもって形成され、前記アルミ芯線２２のアルミ用半田２７を半田付けした部分と前記リード線１９とを銅用半田２８で半田付けする際、アルミ芯線２２におけるアルミ用半田２７を塗布した部分と樹脂被膜２３との間のアルミ用半田２７を塗布していない基部２２ａを、半田付けランド３１とアルミ線挿入部３３の間に位置させる。

モータ１０は、誘導モータであり、前記固定子鉄心と前記モータコイルと共に前記基部を含む前記接続基板を、ワニス３６で覆う。また、前記基部２２ａを、熱硬化性樹脂からなるシール部材３０で少なくとも覆うように塗布したうえで、前記固定子鉄心１１と前記モータコイル１４と共に前記基部２２ａを含む前記接続基板２１を加熱し、かつ、前記固定子鉄心１１と前記モータコイル１４と共に前記接続基板２１をワニス３６で覆う。

なお、ワニスは、モータコイルを固めると共にモータコイルの放熱性を高め、さらに、モータコイルの線間を絶縁すると共に固定子鉄心を錆から防ぐことを目的として、特に誘導モータでよく用いられる。

図１において、本発明のアルミ線からなるモータコイルと外部から電力等を供給するための銅線からなるリード線との接続機構に用いられる接続基板２１は、ＦＲＰ（ガラス繊維補強の合成樹脂）などの絶縁板からなり、横長のランド面部３４と、固定子鉄心１１におけるモータコイル１４の取り付け孔に差し込まれる下向きの２本の脚部３５とを有し、前記ランド面部３４の上端部に、リード線１９が挿入されるリード線挿入部３２が複数設けられている。このリード線挿入部３２の底部には、モータコイル１４から引き出されたアルミ線１８が挿入されるアルミ線挿入部３３が設けられている。このアルミ線挿入部３３の底から隙間ａだけ離し、かつ、リード線挿入部３２とアルミ線挿入部３３と対峙するように複数の半田付けランド３１が形成されている。

このような接続基板２１を用いてリード線１９とモータコイル１４とを半田付けする工程は、以下の通りである。
アルミ線１８（アルミ単独線又はアルミの合金線を含むものとする）は、つぎの前処理が行われる（図２）。
（ａ）アルミ線１８の樹脂被膜２３は、焼き付けによりアルミ芯線２２に密着しており、このアルミ線１８の樹脂被膜２３を剥離してアルミ芯線２２を露出させる。剥離するには、アルミ線１８をアルミ半田槽に入れて溶融する方法、ローラを使用した剥離機等により剥離する方法等がある。また、リード線１９の樹脂被覆２５は、銅芯線２４に密着することなく単に覆われているだけであり、この樹脂被覆２５を剥離して銅芯線２４を露出させる。
（ｂ）アルミ線１８のアルミ芯線２２をアルミ用フラックス槽に浸漬し、アルミ用フラックス２６を塗布する。リード線１９にはアルミ用フラックスを塗布しない。
（ｃ）アルミ用のフラックス２６を塗布したアルミ芯線２２部分をアルミ用半田槽に浸漬してアルミ用半田２７を半田付けする。アルミ用半田２７を半田付けした部分以外のアルミ用フラックス２６の残渣を洗浄するため、水につけ、かつ、布などでその残渣を拭き取る。アルミ線１８は、リード線１９に絡げていないので、簡単に、かつ、十分にアルミ用フラックス２６の残渣を除去することができる。フラックスの洗浄液は、水に限られず、フラックスの種類によりアルコールや他の溶剤などを用いることができる。なお、アルミ用半田２７を半田付けする際、アルミ線１８の樹脂被膜１８とアルミ用半田２７を半田付けした部分との間に、アルミ用半田が半田付けされずアルミ芯線２２がむき出しになる部分（基部２２ａ）が残ることがある。これは、アルミ用フラックス２６の塗布が基部２２ａで不十分であったり、アルミ用半田２７の半田付けが不十分であったりすることが原因である。この基部２２ａを放置すると酸化や腐食のおそれがあるため、以下に述べるシール部材３０やワニス３６により覆う。

（ｄ）アルミ線１８を接続基板２１のアルミ線挿入部３３に仮固定するとともに、リード線１９を接続基板２１のリード線挿入部３２に仮固定し、アルミ線１８とリード線１９とを一緒に半田付けランド３１の上に銅用半田２８で半田付けする。このとき、アルミ用半田２７の形成されていないアルミ芯線２２の基部２２ａは、アルミ線挿入部３３と半田付けランド３１の隙間ａ上に位置させて半田付けすることが望ましい。基部２２ａを隙間ａ上に位置させることで、基部２２ａが確実に基板上に配置されるため、以下に述べるシール部材３０やワニス３６により基部２２ａを確実に覆うことができる。
半田付け後、アルミ芯線２２の基部２２ａをシール部材３０で覆い、１４０℃程度に加熱してシール部材３０を硬化することにより半田付け部分を密封して空気を遮断するとともに、絶縁する。シール部材３０は、アルミ芯線２２の基部２２ａだけでなく、接続基板２１全体を覆ってもよい。

シール部材３０で覆った後、全てのアルミ線１８とリード線１９を束ねて誘導モータ１０のモータコイル１４のコイルエンド上に載せて絶縁紐などで縛った後、図３の２点鎖線で示すように、固定鉄心１１とモータコイル１４と接続基板２１とを、ワニス３６に含浸してワニス３６で覆う。このワニス３６は、基部２２ａをシール部材３０で覆った後、その上から覆うようにしてもよいし、シール部材３０を省略してワニス３６だけで基部２２ａを覆ってもよい。固定鉄心１１とモータコイル１４と接続基板２１を、ワニス３６に含浸する前に予熱により加熱させておくことが好ましい。ワニス３６に含浸する前に加熱することで、モータコイルの線間にもワニス３６を含浸できてモータコイルの絶縁や放熱性を高めることができる。また、前記シール部材３０を熱硬化性樹脂とすれば、ワニス含浸前の加熱によりシール部材を硬化することができる。

以上のように、接続基板２１を用いてリード線１９とモータコイル１４とを半田付けすると共にワニス３６で覆うことにより、図２に示すような収縮チューブ２０を使用しないで済み、また、接続部分をコイルエンドに固定する必要がなくなる。前記シール部材３０には、熱硬化性のエポキシ樹脂を用い、半硬化（Ｂステージ）状態で塗布した後、ワニス含浸前の加熱により硬化させるようにすれば作業性がよい。

１０…誘導モータ、１１…固定子鉄心、１２…回転子、１３…回転軸、１４…モータコイル、１８…アルミ線、１９…リード線、２０…収縮チューブ、２１…接続基板、２２…アルミ芯線、２３…樹脂被膜、２４…銅芯線、２５…樹脂被覆、２６…アルミ用フラックス、２７…アルミ用半田、２８…銅用半田、２９…銅用フラックス、３０…シール部材、３１…半田付けランド、３２…リード線挿入部、３３…アルミ線挿入部、３４…ランド面部、３５…脚部、３６…ワニス。

Claims

固定子鉄心と、この固定子鉄心と対向して回転する回転子と、前記固定子鉄心に巻回されたモータコイルとを具備し、前記モータコイルは、アルミ線からなり、このアルミ線の引き出し線端部を挿入するためのアルミ線挿入部と半田付けランドとを有する接続基板にて、前記アルミ線の引き出し線端部と外部から電力を供給するための銅線からなるリード線とを半田付け接続するモータであって、前記アルミ線はアルミ芯線が樹脂被膜で被膜されており、この樹脂被膜を剥離したアルミ芯線にフラックスを塗布してアルミ用半田を半田付けし、前記半田付けランドは、前記アルミ線挿入部から隙間をもって形成され、前記アルミ芯線のアルミ用半田を半田付けした部分と前記リード線とを銅用半田で半田付けする際、アルミ芯線におけるアルミ用半田を塗布した部分と樹脂被膜との間のアルミ用半田を塗布していない基部を、半田付けランドとアルミ線挿入部の間に位置させたことを特徴とするモータ。
モータは誘導モータであり、前記固定子鉄心と前記モータコイルと共に前記基部を含む前記接続基板をワニスで覆ったことを特徴とする請求項１記載のモータ。
前記基部を、熱硬化性樹脂からなるシール部材で少なくとも覆うように塗布したうえで、前記固定子鉄心と前記モータコイルと共に前記基部を含む前記接続基板を加熱し、かつ、前記固定子鉄心と前記モータコイルと共に前記接続基板をワニスで覆ったことを特徴とする請求項１又は２記載のモータ。