JP2016152151A - 端子、端子構造体及び回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】耐熱性及び耐溶剤性を兼ね備えた端子、端子構造体及び回転電機を提供する。【解決手段】端子１００は、ワイヤが導電可能に接続され、端子取付対象であるモータユニットが備える樹脂からなるブラケット１３によってワイヤとの接続部が覆われ、ブラケット１３に覆われる樹脂被覆面１０１ａと、ブラケット１３から外部に露出する露出面１０１ｂと、を備える端子本体１０１と、樹脂被覆面１０１ａに施される第１メッキ部１０２と、第１メッキ部１０２の素材よりも耐熱性及び耐溶剤性の高い素材からなる第２メッキ部１０３と、を有し、第２メッキ部１０３は、その面上の終端Ｌ１がブラケット１３に覆われる位置に形成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、端子、端子構造体及び回転電機に関する。

自動車向けの燃料ポンプ用モータ等、厳しい使用環境で用いられるモータにおいては、その電気接続用端子には耐熱性及び耐溶剤性が求められる。特許文献１及び２には、耐熱性及び耐溶剤性を高めるために、表面にニッケルメッキ処理が施された端子が開示されている。

特開２００９−６２８８０号公報 特開２００３−３４２７８１号公報

特許文献１に記載された端子の表面には、耐熱性と耐溶剤性の高いニッケルメッキ処理に加えて、ワイヤとの電気的接続性を確保するために、熱接合が容易な耐熱性の低い錫メッキ処理も施されている。このため、特許文献１に記載された端子の場合、錫メッキ面が外部に露出するおそれがあり、耐熱性及び耐溶剤性が不十分となるおそれがある。

特許文献２に記載の端子では、端子本体の表面全体に、耐熱性の高いニッケルメッキが下地として施されている。このため、ワイヤを熱接合する際にニッケルメッキが熱溶解しにくいため、ワイヤと端子の溶着強度が不十分となるおそれがある。

本発明は、上述の問題を解決するためになされたもので、耐熱性及び耐溶剤性を兼ね備えた端子、端子構造体及び回転電機を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る端子は、
ワイヤが導電可能に接続され、端子取付対象が備える樹脂部によって前記ワイヤとの接続部が覆われる端子であって、
前記樹脂部に覆われる樹脂被覆面と、前記樹脂部から外部に露出する露出面と、を備える端子本体と、
少なくとも前記樹脂被覆面に施されている第１メッキ部と、
前記第１メッキ部の素材よりも耐熱性及び耐溶剤性の高い素材からなる第２メッキ部と、
を有し、
前記第２メッキ部は、面上の終端が前記樹脂部に覆われるように形成されている。

本発明の第２の観点に係る端子構造体は、
前記ワイヤとの前記接続部を覆う樹脂部と、
第１の観点に係る端子と、
を有する。

本発明の第３の観点に係る回転電機は、
第２の観点に係る端子構造体と、
ロータと、
前記ロータとの間の電磁相互作用により、前記ロータを回転するステータと、
を備える。

本発明によれば、第１メッキ部を有することによりワイヤを接続するための熱接合性を良好としつつ、第２メッキ部の面上の終端が樹脂部に覆われる位置で形成されているため、第１メッキ部を、第２メッキ部や樹脂部で覆うことが可能になる。結果として、耐熱性及び耐溶剤性を兼ね備えた端子、端子構造体及び回転電機を提供することができる。

本発明の実施の形態に係るモータユニットの断面図である。 （Ａ）は端子の構造を示す正面図である。（Ｂ）は端子の構造を示す側面図である。 端子の一部を拡大して模式的に示す断面図である。 変形例１に係る端子の一部を拡大して模式的に示す断面図である。 変形例２に係る端子の一部を拡大して模式的に示す断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る端子１００を取り付ける対象であるモータユニット１について、図１〜図３を用いて説明する。なお、理解を容易にするため、ＸＹＺ座標を設定し、適宜参照する。

モータユニット１は、例えば、自動車の燃料ポンプ等に用いられ、回路を流れる電流の方向を交替させることによって回転子が回転するブラシレスモータである。モータユニット１は、高温環境下で使用されるために耐熱性が要求されるとともに、燃料等に対する耐溶剤性が要求される。モータユニット１は、図１に示すように、ケーシング１０と、ケーシング１０内部に収容されているシャフト２０、ロータ３０、ステータ４０、一組の軸受５０Ａ，５０Ｂと、ケーシング１０から一部が外部に露出する端子１００と、を有する。

ケーシング１０は、略円筒形に形成されたケーシング本体１１と、軸受５０Ａ，５０Ｂがそれぞれ嵌め込まれたブラケット１２，１３とを有する。ブラケット１２，１３は、樹脂からなり、例えば、射出成型により形成されている。ブラケット１２，１３は、ケーシング本体１１内部にロータ３０等の各種部材が収納された状態で、ケーシング本体１１の先端側及び後端側の開口に取り付けられる。これにより、ケーシング１０は、ロータ３０等の各種部材を保護しつつ覆う。

シャフト２０は、Ｚ軸方向を長手方向とする略円柱形の部材である。シャフト２０は、一組の軸受５０Ａ，５０Ｂによって、Ｚ軸と平行となるように回転可能に支持されている。

ロータ３０は、円筒形状に形成され、シャフト２０の外周面に固定されている。ロータ３０は、例えば、永久磁石とロータヨークとを含んで構成される。

ステータ４０は、ロータ３０の周囲に配置され、ロータ３０との間の電磁相互作用により、ロータ３０とともにシャフト２０を回転させる。ステータ４０は、例えば、ステータコアと、ステータコアに巻装されたコイルとを含んで構成されている。このコイルを構成する図示せぬワイヤの先端は、ステータから引き出されて端子１００に電気的に接続されている。

端子１００は、インサート成形により、ブラケット１３と一体的に形成されている部材である。

端子１００は、図２に示すように、板状の部材を折曲げ部Ｂ１，Ｂ２を基点にそれぞれ直角に折り曲げて形成された部材である。また、端子１００の折曲げ部Ｂ２の下側には、ワイヤ（本実施形態では、ステータコアに巻装されたコイルの先端）を接続するためのワイヤ接続部１０４が、突出して形成されている。端子１００は、銅合金から構成されている素地としての端子本体１０１と、端子本体１０１に施された第１メッキ部１０２，第２メッキ部１０３と、を有する。

端子１００の表面は、図３に示すように、ブラケット１３の素材である樹脂に覆われる樹脂被覆面１０１ａと、ブラケット１３から外部に露出する露出面１０１ｂと、が形成されている。

第１メッキ部１０２は、ワイヤ接続部１０４の表面を含む樹脂被覆面１０１ａに形成されている。第１メッキ部１０２の素材は、本実施形態では、錫である。しかしながら、これに限られない。ワイヤを熱接合することによって、ワイヤの一部と第１メッキ部１０２の一部とが熱溶解して接合されるのであれば、錫以外の素材であってもよい。ただし、素材の製造コスト等の観点から、第１メッキ部１０２の素材は、錫であることが望ましい。

第２メッキ部１０３は、端子本体１０１の露出面１０１ｂを保護するために形成され、端子本体１０１の露出面１０１ｂと、樹脂被覆面１０１ａの一部と、第１メッキ部１０２の表面の一部と、に形成されている。第２メッキ部１０３は、第１メッキ部１０２の素材よりも耐熱性及び耐溶剤性が高い素材から構成されている。本実施形態では、第２メッキ部１０３の素材は、ニッケルである。しかしながら、これに限られない。端子本体１０１の露出面１０１ｂを保護できる素材であれば、ニッケル以外の素材であってもよい。ただし、本実施形態では、モータユニット１は、自動車の燃料ポンプに用いられるモータであり、耐熱性及び耐溶剤性が要求されるため、第２メッキ部１０３の素材は、ニッケルであることが望ましい。第２メッキ部１０３の面上の終端Ｌ１（第２メッキ部１０３が施される部分と施されない部分の境界線）は、ブラケット１３を構成する樹脂に覆われる位置に形成されている。

次に、本実施形態に係る端子１００を製造する方法について説明する。まず、端子１００を製造する作業者は、銅合金から構成されている１枚の板材を用意し、曲げ加工等を行うことにより、端子本体１０１を成形する。

次に、端子本体１０１に、錫メッキ処理を行う部分以外にマスキングを施す。続いて、端子本体１０１を、錫メッキのメッキ処理（第１のメッキ処理）を施す。これにより、樹脂被覆面１０１ａに第１メッキ部１０２を形成する。

次に、第１メッキ部１０２が形成された端子本体１０１に、ニッケルメッキ処理（第２のメッキ処理）を行う部分以外にマスキングを施す。マスキングが施された端子本体１０１を、ニッケルメッキ用のメッキ槽に浸す。これにより、露出面１０１ｂと、樹脂被覆面１０１ａの一部とに第２メッキ部１０３を形成する。

次に、本実施形態に係るモータユニット１を製造する方法について説明する。まず、ステータ４０のステータコアにインシュレータを介して巻回されたコイルの先端を引き出して、ヒュージング（熱かしめ）により、端子本体１０１のワイヤ接続部１０４（図２参照）の一部とコイルの先端とを接合させる。この接合工程は、端子１００のワイヤ接続部１０４より下方の部分が、インシュレータに設けられた端子取付け穴に差し込まれて行われる。これにより、端子本体１０１とコイルの先端とが電気的に接続される。

次に、上述のように形成された端子１００付きステータ４０を、射出成型用の金型にセットする。詳しくは、端子１００の露出面１０１ｂが金型に覆われるように、端子１００付きステータ４０を、射出成型用の金型にセットする。

次に、金型のキャビティに樹脂を流し込むことで、インサート成形を行う。このとき、金型は高温になるが、金型との接触部分には、耐熱性の高い第２メッキ部１０３が形成されているため、端子１００の表面を保護することができる。

次に、樹脂が固まった後で、端子１００付きステータ４０を金型から取り出す。このステータ４０に取り付けられている端子１００は、露出面１０１ｂの部分が外部に露出し、樹脂被覆面１０１ａの部分が樹脂に覆われている。この作業によりステータ４０の一端側に端子１００付きのブラケット１３が一体に形成される。

端子１００がインサート成形されたステータ４０付きブラケット１３に、ロータ３０、ケーシング本体１１その他の部材を組み付けることにより、モータユニット１は完成する。

以上、説明したように、本実施形態によれば、端子１００が、錫からなる第１メッキ部１０２を有することにより、ワイヤを接続するための熱溶着性を良好とすることができる。また、外部に露出する部分にはニッケルからなる第２メッキ部１０３を有することにより、耐熱性、耐溶剤性が良好となる。また、第２メッキ部１０３の面上の終端Ｌ１は、ブラケット１３を構成する樹脂部分に覆われる位置で形成されているため、ワイヤ（本実施形態においてはコイルの先端）を接続するための比較的耐熱性の小さい第１メッキ部１０２とともに、樹脂部で覆うことが可能になる。第２メッキ部１０３は、樹脂部で覆われていない部分であっても、ニッケルから構成されているため、良好な耐熱性及び耐溶剤性を有する。結果として、耐熱性及び耐溶剤性を兼ね備えた端子１００等を提供することができる。

また、第１メッキ部１０２は、図３に示すように、樹脂被覆面１０１ａとともに露出面１０１ｂの一部にも施され、第２メッキ部１０３の一部は、第１メッキ部１０２の表面に重ねて施されている。このため、第１メッキ部１０２と第２メッキ部１０３との重複部分は、ブラケット１３（樹脂）に覆われる。これにより、第１メッキ部１０２と第２メッキ部１０３との境界に、メッキ斑が生じた場合であっても、このメッキ斑が、ブラケット１３に覆われるため、メッキ斑に起因する耐熱性及び耐溶剤性の低下を防ぐことができる。また、メッキ斑によって非メッキ部分が生じた場合の腐食を防止することができる。なお、第１メッキ部１０２と第２メッキ部１０３との重複部分については、ワイヤの熱接合に支障がない限り、重複部分の面積等を自由に適宜設定することが可能である。

また、本実施形態では、端子１００を樹脂でインサート成形する際に、金型との接触部分に、耐熱性の高い第２メッキ部１０３が形成されているため、端子１００の表面を保護することができる。したがって、従来のように、耐熱性の低い錫メッキが金型と接触し、高温の金型によって、メッキ部分が損傷し、その損傷部分からの腐食が進行してしまうことを防止することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態等によって限定されるものではない。

例えば、上記実施形態では、第１メッキ部１０２は、樹脂被覆面１０１ａとともに露出面１０１ｂの一部にも形成されているが、これに限らず、第１メッキ部１０２は、図４に示す変形例１の端子１００Ａのように、端子本体１０１の表面全てに施されていてもよい。これにより、第１メッキ部１０２を形成する際のマスキングが不要になり、端子１００Ａをより少ない製造工程数で製造することができる。耐熱性及び耐溶剤性を兼ね備えた端子、端子構造体及び回転電機を提供することができる。

また、上記実施形態では、第２メッキ部１０３の一部は、第１メッキ部１０２上に重ねて形成されているが、これに限らず、第２メッキ部１０３は、図５に示す変形例２の端子１００Ｂのように、面上の終端Ｌ１が、ブラケット１３に覆われる位置に形成されていれば、第１メッキ部１０２上に重ねて形成されていなくてもよい。変形例２においても、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。

なお、上記説明におけるワイヤは、モータユニット１のコイルを構成する巻線以外であってもよい。例えばモータユニット１に内蔵されるホール素子などのセンサ素子の配線などであってもよい。

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。

１ モータユニット
１０ ケーシング
１１ ケーシング本体
１２、１３ ブラケット
２０ シャフト
３０ ロータ
４０ ステータ
５０Ａ、５０Ｂ 軸受
１００ 端子
１０１ 端子本体
１０１ａ 樹脂被覆面
１０１ｂ 露出面
１０２ 第１メッキ部
１０３ 第２メッキ部
１０４ ワイヤ接続部
Ｂ１、Ｂ２ 折曲げ部
Ｌ１ 面上の終端

Claims (6)

1. ワイヤが導電可能に接続され、端子取付対象が備える樹脂部によって前記ワイヤとの接続部が覆われる端子であって、
   前記樹脂部に覆われる樹脂被覆面と、前記樹脂部から外部に露出する露出面と、を備える端子本体と、
   少なくとも前記樹脂被覆面に施されている第１メッキ部と、
   前記第１メッキ部の素材よりも耐熱性及び耐溶剤性の高い素材からなる第２メッキ部と、
   を有し、
   前記第２メッキ部は、面上の終端が前記樹脂部に覆われるように形成されている端子。
2. 前記第１メッキ部は、前記樹脂被覆面とともに前記露出面の一部にも施され、
   前記第２メッキ部の一部は、前記第１メッキ部の表面に重ねて形成されている請求項１に記載の端子。
3. 前記第１メッキ部は、前記端子本体の表面全てに施され、
   前記第２メッキ部は、前記第１メッキ部の表面に重ねて形成されている請求項１に記載の端子。
4. 前記第１メッキ部の素材は、錫から構成され、
   前記第２メッキ部の素材は、ニッケルから構成されている請求項１乃至３のいずれか一項に記載の端子。
5. 前記ワイヤとの前記接続部を覆う樹脂部と、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の端子と、
   を有する端子構造体。
6. 請求項５に記載の端子構造体と、
   ロータと、
   前記ロータとの間の電磁相互作用により、前記ロータを回転するステータと、
   を備える回転電機。

Images