JP2017216851A - モータのステータ組立方法、モータのステータ構造、および圧着端子 - Google Patents

Abstract

【課題】圧着の歩留まりを向上させたステータ組立方法、ステータ構造、および圧着端子を提供する。【解決手段】モータ１０のステータは、ステータコイル２０とステータ枠３０を備えている。ステータ枠３０は、コネクタ部３１と板部３２を有する。また、このステータ枠３０は、インサート成形された導体を有する。この導体は、ステータコイル２０を構成しているワイヤとの端部２１１とコネクタ３１とを電気的に繋いでいる。この導体は、コネクタ３１側にコンタクト４１を有する。また、この導体の、ワイヤの端部２１１と圧着接続する圧着端子４２には、圧着部４２１と仮保持部４２２が設けられている。圧着にあたっては、ワイヤの先端の部分２１２を仮保持部４２２に仮保持させる。その後、圧着する。【選択図】図５

Description

本発明は、サーボモータ等のステータの組立方法およびステータ構造、並びに圧着端子に関する。

モータのステータを組み立てるにあたっては、ステータコイルを、外部との電気的な接続を担うコネクタに接続する必要がある。これを実現するため、ステータ枠を用意する。このステータ枠には、外部との電気的な接続を担うコネクタ部と、ステータコイルを構成するワイヤの端部とコネクタ部とを繋ぐ導体とを備える。そして、そのステータ枠をステータコイルに隣接した位置に配置して、ステータコイルのワイヤの端部をステータ枠の導体に接続する。

従来は、ステータコイルのワイヤの端部の絶縁被覆を除去してステータ枠の導体に半田付けすることで、ステータコイルとステータ枠とを接続している。しかしながら、この工程では組立効率が悪く、改善が望まれている。

ここで、特許文献１には、ステータ枠の導体に圧着部を設け、圧着によりステータコイルとステータ枠とを接続することが提案されている。

特開２０１５−１０４２８４号公報

上掲の特許文献１に提案された圧着接続構造を採用すると、確実な圧着が可能であれば、上記の半田付け接続を比べ、ステータの組立効率が格段に向上すると考えられる。

この圧着接続を確実に行なうには、圧着前のワイヤの端部を圧着前の圧着部のバレル内に確実に配置する必要がある。しかしながら、ワイヤの剛性が低いこと等のためにワイヤ端部の姿勢安定性が悪く、ワイヤ端部を圧着部のバレル内に安定的に配置することが難しい。このため、圧着の歩留まりを上げるのが困難であり、このままでは、ステータの組立効率を向上させることができない。

本発明は、上記事情に鑑み、圧着の歩留まりを向上させたステータ組立方法、その組立方法により組み立てられたステータ構造、および、圧着の歩留まりを向上させることができる圧着端子を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明のモータのステータ組立方法は、
外部とのコネクタ接続を担うコネクタ部を有するとともに、コネクタ部とステータコイルのワイヤの端部とを電気的に繋ぐ、圧着によりワイヤの端部の絶縁被覆を貫通してワイヤと導通するオープンバレル型の圧着部と、ワイヤの端部の、圧着部に配置される部分よりもさらに先端の部分が配置されてその先端の部分を仮保持する仮保持部とが設けられた導体を有するステータ枠をステータコイルに隣接した位置に配置し、
ワイヤの端部を圧着前の圧着部に配置するとともに、ワイヤの端部の、圧着部に配置される部分よりもさらに先端の部分を仮保持部に配置して仮保持部に仮保持させ、
上記ワイヤを、圧着部がワイヤの端部の絶縁被覆を貫通してワイヤと導通するように、圧着部に圧着することを特徴とする。

本発明のステータ組立方法では、圧着部に加え、さらに上記の仮保持部を備えた導体を有するステータ枠が用意される。そして、この仮保持部にワイヤの先端を仮保持させることで、ワイヤの端部を圧着部に安定的に配置することができる。これにより、圧着の歩留まりが向上する。

ここで、本発明のモータのステータ組立方法において、上記ワイヤを圧着部に圧着した後、圧着部と仮保持部との間で上記導体を切断することにより、その導体に、ワイヤの端縁と面一で終端した終端部を形成することが好ましい。

圧着後は仮保持部は不要となるため、切断することが好ましい。

また、上記目的を達成する本発明のモータのステータ構造のうちの第１のステータ構造は、
巻回されたワイヤを有するステータコイルと、
外部とのコネクタ接続を担うコネクタ部を有するとともに、コネクタ部とワイヤの端部とを電気的に繋ぐ導体を有するステータ枠とを備え、
上記導体が、
ワイヤの端部の絶縁被覆を貫通してワイヤと導通した圧着部と、
上記端部の、圧着部に配置される部分よりもさらに先端の部分が配置されてその先端の部分を仮保持する仮保持部とを備えたことを特徴とする。

本発明の第１のステータ構造は、圧着部に加え、さらに上記の仮保持部を備えている。このため、ワイヤの圧着にあたり、この仮保持部にワイヤの先端を仮保持させることで、ワイヤを圧着部に安定的に配置することができる。仮保持部にワイヤの先端を仮保持させることでワイヤを圧着部に安定的に配置してそのワイヤを圧着することにより、圧着の歩留まりが向上する。

また、上記目的を達成する本発明のモータのステータ構造のうちの第２のステータ構造は、
巻回されたワイヤを有するステータコイルと、
外部とのコネクタ接続を担うコネクタ部を有するとともに、コネクタ部とワイヤの端部とを電気的に繋ぐ導体を有するステータ枠とを備え、
上記導体が、
ワイヤの端部の絶縁被覆を貫通してワイヤと導通した圧着部と、
ワイヤの端縁と面一で終端した終端部とを備えたことを特徴とする。

ステータ枠に仮保持部が設けておき、圧着後にその仮保持枠を切断すると、ワイヤの端縁と面一で終端した終端部が形成される。

ここで、本発明の第１あるいは第２のモータのステータ構造において、
ステータ枠が、上記導体の略板状かつ略円環形状の絶縁樹脂からなる板部を有し、その板部の第１面をステータコイルに向けて配置され、上記導体の一部が絶縁樹脂に埋め込まれるとともに圧着部が該絶縁樹脂から現れた部分に形成されたものであって、
上記導体の、絶縁樹脂に埋め込まれた部分と圧着部との間に、圧着部が上記板部の第２面に沿って配置されるように折れ曲がった折れ曲がり部を有することが好ましい。

上記の折れ曲がり部を有すると、圧着部がステータ枠の板部に沿うように配置され、モータの小型化に寄与する。

また、本発明の圧着端子のうちの第１の圧着端子は、
オープンバレル型の圧着部と、
上記圧着部に隣接して設けられ、圧着対象のワイヤを仮保持しておく仮保持部とを備えたことを特徴とする。

本発明の第１の圧着端子は、圧着部に加え、さらに上記の仮保持部を備えている。このため、ワイヤの圧着にあたり、この仮保持部にワイヤの先端を仮保持させることで、ワイヤを圧着部に安定的に配置することができる。仮保持部にワイヤの先端を仮保持させることでワイヤを圧着部に安定的に配置してそのワイヤを圧着することにより、圧着の歩留まりが向上する。

ここで、本発明の第１の圧着端子において、上記仮保持部が、圧着対象のワイヤを挟む仮保持溝を有することが好ましい。

仮保持部に仮保持溝を形成しておくと、その仮保持溝にワイヤを挟むことでワイヤを容易の仮保持させることができ、作業性が向上する。

また、本発明の圧着端子のうちの第２の圧着端子は、
ワイヤの端部の絶縁被覆を貫通して該ワイヤと導通した圧着部と、
前記ワイヤの端縁と面一で終端した終端部とを備えたことを特徴とする。

圧着前の本発明の圧着端子の形態を表わした第１の圧着端子には、仮保持部が設けられている。圧着後はこの仮保持部は不要となるため、切断することが好ましい。本発明の第２の圧着端子は、この好ましい形態の圧着後の圧着端子を表わしたものである。本発明の第２の圧着端子は、切断前に仮保持部を有していたことから、ワイヤの端縁と面一で終端した終端部が形成されている。

以上の本発明によれば、圧着の歩留まりが向上し、モータの信頼性の向上およびコストの低減に寄与する。

ステータの組立の途中状態のモータを示した斜視図である。 ステータコイルの上にステータ枠を配置した状態を示した斜視図である。 外周側圧着端子の圧着部によるワイヤの端部の圧着接続の様子を示した斜視図である。 内周側圧着端子の圧着部によるワイヤの端部の圧着接続の様子を示した斜視図である。 圧着後の状態を示した斜視図である。 仮保持部の切断後の状態を示した斜視図である。 折れ曲がり部を形成した後の状態を示した斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、モータあるいはステータの組立途中状態のものも、モータあるいはステータと称する。

図１は、ステータの組立の途中状態のモータを示した斜視図である。

この図１には、モータ１０の外観の一部を構成する筐体１１内にステータコイル２０を収容した状態が示されている。このステータコイル２０は、巻回されたワイヤを有し、そのワイヤの端部２１１が筐体１１からはみ出して上方に延びている。この図１では、ワイヤの端部２１１は上方に垂直に延びている。ただし、実際は、ワイヤの剛性が低いこと等のためにワイヤの端部２１１の姿勢が安定せず、ワイヤごとに様々な向きに曲がりながら全体として上方に延びている。

図２は、ステータコイルの上にステータ枠を配置した状態を示した斜視図である。ここで、図２（Ａ）は全体図であり、図２（Ｂ）はステータ枠の一部分の拡大図である。

ステータ枠３０は、コネクタ部３１と板部３２を有する。コネクタ部３１は、このモータ１０とモータ１０の外部の回路との間のコネクタ接続を担っている。板部３２は、絶縁樹脂からなり、全体として略板形状かつ略円環形状を有する。このステータ枠３０は、板部３２の第１面をステータコイル２０に向けて、そのステータコイル２０に隣接した位置に配置されている。

また、このステータ枠は、ステータコイル２０を構成するワイヤの端部２１１とコネクタ部３１とを電気的に接続する導体を備えている。この導体は、板部３２にインサート成形されていて、その両端部が現れている。この導体の、コネクタ部３１側の端部は、そのコネクタ部３１のコンタクト４１（図３参照）を構成している。またこの導体の、他方のの端部には、ステータコイル２０のワイヤの端部２１１を圧着する圧着端子４２（４２ａ，４２ｂ）を備えている。この圧着端子４２は、板部３２から立設した形状を有し、そこには、オープンバレル型の圧着部４２１と、仮保持部４２２が設けられている。圧着部４２１は、その内面に、ワイヤの被覆を突き破るセレーション４２１ａが形成されており、ステータコイル２０のワイヤの端部２１１の圧着接続を担っている。仮保持部４２２は、ワイヤの端部２１１が延びる向き（この図２の上向き）に沿って、圧着部４２１よりも先端側に設けられている。この仮保持部４２２には、ワイヤの端部２１１の、圧着部４２１に配置される部分よりもさらに先端の部分２１２が配置され、その先端の部分２１２を仮保持する役割りを担っている。この仮保持部４２２は、ふた股に分かれている。そして、そのふた股の間に形成された仮保持溝４２２ａにワイヤの先端の部分２１２を挟んで引っ掛けることにより、ワイヤの先端の部分２１２が、仮保持部４２２に仮保持される。これにより、ワイヤの端部２１１は、圧着部４２１のバレル内に安定的に配置される。この仮保持溝４２２ａの幅はワイヤの径の１．１倍から５倍が望ましいが、ワイヤの径とほぼ同じにして仮保持溝４２２ａ内のワイヤを圧入してもよい。

ここで、圧着部４２１と仮保持部４２２とが設けられた圧着端子４２には、円環形状の板部３２の外周に沿って配置された外周側圧着端子４２ａと、その円環の内周に沿って配置された内周側圧着端子４２ｂとがある。そして、外周に沿って配置された外周側圧着端子４２ａの圧着部４２１は、そのバレルが外向きに開いた圧着部である。一方、内周に沿って配置された内周側圧着端子４２ｂの圧着部４２１は、そのバレルが内向きに開いた圧着部である。

図３は、外周側圧着端子の圧着部によるワイヤの端部の圧着接続の様子を示した斜視図である。

圧着部４２１のバレルの背の部分にモータ１０の中心側からアンビル５１をあてがい、ふた股形状のクリンパ５２を、モータ１０の外側からバレルの開いた側に押し当てることにより、ワイヤの端部２１１が圧着接続される。

図４は、内周側圧着端子の圧着部によるワイヤの端部の圧着接続の様子を示した斜視図である。

この内周側圧着端子４２ｂの圧着部４２１は、外周側圧着端子４２ａの圧着部４２１とは異なり、そのバレルが内向きに開いている。このため、モータ１０の外側からバレルの背の部分にアンビル５１をあてがい、クリンパ５２をバレルの開いた側にモータ１０の中心側から押し当てて、ワイヤの端部２１１を圧着接続する。

これら図３や図４に示す圧着は、ワイヤの先端の部分２１２が仮保持部４２２に仮保持された状態で行われるため、ワイヤの端部２１１が圧着部４２１に確実に圧着される。

図５は、圧着後の状態を示した斜視図である。ここで、図５（Ａ）は全体図、図５（Ｂ），（Ｃ）は圧着部分の拡大図である。

図５には、圧着後の圧着部４２１が示されている。この圧着接続では、外周側圧着端子４２ａと内周側圧着端子４２ｂのいずれにおいても、圧着部４２１がワイヤの端部２１１の絶縁被覆を貫通して、ワイヤと導通している。

図６は、仮保持部の切断後の状態を示した斜視図である。ここで、図６（Ａ）は全体図、図６（Ｂ）は圧着部の部分を示した拡大図である。

仮保持部４２２は、ワイヤの端部２１１の圧着時の姿勢を安定化させておくためのものであり、モータの小型化の観点から圧着が終わると不要となる。そこで、ここでは、仮保持部４２２が切断されて取り除かれる。この切断により、この圧着端子４２には、ワイヤの端縁と面一で終端した終端部４２３が形成される。

図７は、折れ曲がり部を形成した後の状態を示した斜視図である。ここで、図７（Ａ）は全体図、図７（Ｂ）は折れ曲がり部を示した拡大図である。この折れ曲がり部４２４は、圧着部４２１を間に挟んだ、終端部４２３とは反対側の位置、すなわち、導体の、絶縁樹脂に埋め込まれた部分と圧着部４２１との間に形成されている。そして、この折れ曲がり部４２４は、圧着部４２１がステータ枠３０の板部３２の第２面（ステータコイル２０側を向いた第１面に対する裏面であって図７では上面）に沿うように折れ曲がっている。この折れ曲がり部４２４を形成したことにより、導体の、筐体１１からの突出量を小さくし、モータ１０の小型化に寄与している。

なお、本実施形態は、ステータ枠３０が、円環形状の板部３２の外周に沿う外周側圧着端子４２ａと、内周に沿う内周側圧着端子４２ｂとの双方を有する構造であるが、本発明は、圧着端子４２の数や配置位置等を問うものではない。さらに、仮保持部の切断及び折り曲げは必ずしも必要ではない。

また、本実施形態は、本発明の圧着端子をモータのステータ枠に適用したものであるが、本発明の圧着端子は、モータに限られず、圧着接続が適用される結線部を有する機器や装置等に広く適用することができる。

１０ モータ
１１ 筐体
２０ ステータコイル
２１１ ワイヤの端部
２１２ ワイヤの先端の部分
３０ ステータ枠
３１ コネクタ部
３２ 板部
４１ コンタクト
４２ 圧着端子
４２ａ 外周側圧着端子
４２ｂ 内周側圧着端子
４２１ 圧着部
４２２ 仮保持部
４２３ 終端部
４２４ 折れ曲がり部

Claims (8)

1. 外部とのコネクタ接続を担うコネクタ部を有するとともに、該コネクタ部とステータコイルのワイヤの端部とを電気的に繋ぐ、圧着により該ワイヤの端部の絶縁被覆を貫通して該ワイヤと導通するオープンバレル型の圧着部と、該端部の、該圧着部に配置される部分よりもさらに先端の部分が配置されて該先端の部分を仮保持する仮保持部とが設けられた導体を有するステータ枠をステータコイルに隣接した位置に配置し、
   前記ワイヤの端部を圧着前の前記圧着部に配置するとともに、該端部の、該圧着部に配置される部分よりもさらに先端の部分を前記仮保持部に配置して該仮保持部に仮保持させ、
   前記ワイヤを、前記圧着部が該ワイヤの端部の絶縁被覆を貫通して該ワイヤと導通するように、前記圧着部に圧着することを特徴とするモータのステータ組立方法。
2. 前記ワイヤを前記圧着部に圧着した後、前記圧着部と前記仮保持部との間で前記導体を切断することにより、該導体に、前記ワイヤの端縁と面一で終端した終端部を形成することを特徴とする請求項１に記載のモータのステータ組立方法。
3. 巻回されたワイヤを有するステータコイルと、
   外部とのコネクタ接続を担うコネクタ部を有するとともに、該コネクタ部と前記ワイヤの端部とを電気的に繋ぐ導体を有するステータ枠とを備え、
   前記導体が、
   前記ワイヤの端部の絶縁被覆を貫通して該ワイヤと導通した圧着部と、
   前記端部の、前記圧着部に配置される部分よりもさらに先端の部分が配置されて該先端の部分を仮保持する仮保持部とを備えたことを特徴とするモータのステータ構造。
4. 巻回されたワイヤを有するステータコイルと、
   外部とのコネクタ接続を担うコネクタ部を有するとともに、該コネクタ部と前記ワイヤの端部とを電気的に繋ぐ導体を有するステータ枠とを備え、
   前記導体が、
   前記ワイヤの端部の絶縁被覆を貫通して該ワイヤと導通した圧着部と、
   前記ワイヤの端縁と面一で終端した終端部とを備えたことを特徴とするモータのステータ構造。
5. 前記ステータ枠が、前記導体の略板状かつ略円環形状の絶縁樹脂からなる板部を有し、該板部の第１面を前記ステータコイルに向けて配置され、前記導体の一部が該絶縁樹脂に埋め込まれるとともに前記圧着部が該絶縁樹脂から現れた部分に形成されたものであって、
   前記導体の、前記絶縁樹脂に埋め込まれた部分と前記圧着部との間に、該圧着部が前記板部の第２面に沿って配置されるように折れ曲がった折れ曲がり部を有することを特徴とする請求項３または４に記載のモータのステータ構造。
6. オープンバレル型の圧着部と、
   前記圧着部に隣接して設けられ、圧着対象のワイヤを仮保持しておく仮保持部とを備えたことを特徴とする圧着端子。
7. 前記仮保持部が、圧着対象のワイヤを挟む仮保持溝を有することを特徴とする請求項６に記載の圧着端子。
8. ワイヤの端部の絶縁被覆を貫通して該ワイヤと導通した圧着部と、
   前記ワイヤの端縁と面一で終端した終端部とを備えたことを特徴とする圧着端子。

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