JP2021087340A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】電気的な接続の切断を抑止する。【解決手段】本発明の一態様に係るモータは、コイルと、前記コイルから引き出された引出線と、前記引出線と電気的に接続される配線が設けられた基板と、前記引出線と前記配線とを接続するコネクタと、を備える。前記コネクタは前記配線に対して位置決めされて、前記基板に設けられている。【選択図】図３

Description

本発明は、モータに関する。

モータのステータコアにコイルを巻き回させてステータを組む際に、コイルから引き出された導線を、基板等に設けられた接続部に電気的に接続する技術が知られている。

特開２００９−２２５５７２号公報 特開２０１９−１６１７４５号公報

モータ等において、コイルの導線を覆う絶縁用被覆に耐熱性樹脂が使われる場合がある。このような耐熱性樹脂で被覆された導線を端子に結線する際、一般的なはんだ付けでは処理温度が不足するため、絶縁用被覆を溶かすことができない。そこで、金属性の接続部に電流を流して発熱させることにより、導線を絶縁用被覆から露出させて端子との電気伝導を可能にさせるヒュージング処理（以下、「熱カシメ処理」と表記する場合がある。）や、接続部の金属部分と導線とを溶融して接着させる抵抗溶接等が用いられる場合がある。

接続部は、例えば基板等に形成された配線に電気的に接続される。接続部に対して熱カシメ処理や抵抗溶接処理が行われると、接続部から配線に熱が伝播し、また接続部にも大きな応力が働く。例えば、接続部と配線とが半田で接合されている場合、伝導した熱により、半田が溶融することがある。この場合、接続部に働く応力により、接続部が導線の取り付け位置から移動することがあり、その結果、導線と配線との電気的な接続が切断される場合がある。

一つの側面では、電気的な接続の切断を抑止できるモータを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るモータは、コイルと、前記コイルから引き出された引出線と、前記引出線と電気的に接続される配線が設けられた基板と、前記引出線と前記配線とを接続するコネクタと、を備える。前記コネクタは前記配線に対して位置決めされて、前記基板に設けられている。

一つの態様によれば、電気的な接続の切断を抑止できる。

図１は、実施形態におけるコネクタが配置される前のモータの一例を示す斜視図である。 図２は、実施形態におけるコネクタの一例を示す斜視図である。 図３は、実施形態におけるコネクタが配置された接続板の一例を示す斜視図である。 図４は、第１の変形例におけるコネクタの一例を示す斜視図である。 図５は、第１の変形例におけるコネクタが配置された接続板の一例を示す斜視図である。 図６は、第２の変形例におけるコネクタの一例を示す斜視図である。

以下、実施形態に係るモータについて図面を参照して説明する。なお、図面における各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。各図面において、説明を分かりやすくするために、ステータ２における軸方向、径方向及び周方向のうち、少なくともいずれかを含む座標系を図示する場合がある。

図１は、実施形態におけるコネクタが配置される前のモータの一例を示す斜視図である。図１に示すように、実施形態におけるモータ１は、例えば、ステータ２と、フレーム３と、ロータ４と、回転軸（シャフト）５と、接続板２０とを含む。ステータ２は、例えば、フレーム３の内部に収容される。なお、実施形態で説明するステータ２は、インナーロータ型のブラシレスモータにおけるステータであり、例えば、ステータ２の内周側には、マグネットを構成部品として持つロータ４が配置されており、さらにこのロータ４には回転軸（シャフト）５が結合している。また、ステータ２が実装されるモータ１は、例えば、車載用モータとして用いられる。

ステータ２は、ステータコア２ａと、インシュレータ２ｂと、コイル３０とを含む。ステータコア２ａは、例えば、ケイ素鋼板等の軟磁性材料からなる鋼板のコアが、所定枚数、軸方向に積み重ねられて構成されている。ステータコア２ａは、径方向において環状部からロータ４に向かって延在する複数のティース２ｃを有する。本実施形態では、ステータコア２ａは、例えば、１２個のティース２ｃを有しているが、その数は特に限定されない。各ティース２ｃは、環状部の周方向において等角度間隔で配置されており、各ティース２ｃそれぞれの先端は、周方向に広がる先端部を有している。

インシュレータ２ｂは、ステータ２を覆うように、後述するステータコア２ａを軸方向の両側から覆っている。インシュレータ２ｂは、例えば、絶縁性樹脂を用いた射出成形によって形成される。インシュレータ２ｂには、接続板２０が設けられる。

図１に示すように、各ティース２ｃには、インシュレータ２ｂを介して、コイル３０が巻き回される。また、コイル３０から引き出された導線３１は、上側（軸方向の正方向）に延在し、後に説明するように、接続板２０に配置されるコネクタ１０に電気的に接続される。本実施形態において、導線３１を覆う絶縁用被覆として、例えばポリイミドなどの耐熱性樹脂が用いられる。本実施形態における導線３１は、例えば太さが１ｍｍ以上の銅製の丸線である。なお、導線３１は、コイルから引き出された引出線の一例である。

接続板２０は、例えば、コイル３０から引き出された導線３１を、相互に電気的に接続させるための基板である。接続板２０には、配線２１と、挿通孔２２とが設けられる。配線２１は、複数の導線３１間を相互に電気的に接続する配線であり、例えば銅箔により形成される。挿通孔２２は、コイル３０から引き出された導線３１が挿通する孔部である。なお、接続板２０は、基板の一例である。

本実施形態において、導線３１と配線２１とは、例えば、接続板２０に配置されるコネクタ１０を介して、電気的に接続される。図２は、実施形態におけるコネクタの一例を示す斜視図である。図２に示すように、本実施形態におけるコネクタ１０は、第１接続部１１と、第２接続部１２と、爪部１３ａ及び１３ｂと、開口部１４とを備える。コネクタ１０は、例えば銅などの金属材料を用いた、単一の部材により形成される。

第１接続部１１は、導線３１と電気的に接続される。コイル３０から引き出された導線３１は、例えば第１接続部１１の凹部１１ａに挿入される。そして、導線３１は、例えば、熱カシメ処理により、絶縁性被覆が剥がされ、第１接続部１１に溶着する。図３は、実施形態におけるコネクタが配置された接続板の一例を示す斜視図である。なお、図３は、図１の枠Ｆに示す部分において、導線３１が第１接続部１１の凹部１１ａに挿入された状態であって、第１接続部１１及び導線３１に対する熱カシメ処理が行われる前の状態を示す。熱カシメ処理は、例えば、図３に示す状態において、第１接続部１１の凹部１１ａに高電流を流して発熱させ、さらに凹部１１ａの径方向の両側から１０〜２０Ｎほどの圧力をかけて、凹部１１ａに挿入された導線３１を押し潰すことにより行われる。

第２接続部１２は、接続板２０の配線２１と電気的に接続される。第２接続部１２は、図３に示すように、例えば、配線２１に接した状態で、半田で接合される。これにより、第１接続部１１に接続された導線３１と、第２接続部１２に接続された配線２１とが、コネクタ１０を介して電気的に接続される。

爪部１３ａ及び１３ｂは、接続板２０に係合される係合部である。図３に示すように、爪部１３ａ及び１３ｂは、例えば、接続板２０に設けられた第１開口部２３ａ及び２３ｂに、それぞれ係合する。これにより、コネクタ１０は、接続板２０に設けられた配線２１に対して位置決めされる。

開口部１４は、コネクタ１０が接続板２０にネジ止めされる際のネジ穴となる。図３に示すように、コネクタ１０は、開口部１４と、接続板２０の第２開口部２４とがネジ５０により螺合されることにより、接続板２０に係合される。

熱カシメ処理において、第１接続部１１が発熱すると、第２接続部１２にも熱が伝導する。これにより、第２接続部１２と配線２１とを接合する半田が溶融する場合がある。この場合、熱カシメ処理において第１接続部１１に対して応力が加わることにより、コネクタ１０が移動してしまい、配線２１との電気的な接続が切断される場合がある。一方、本実施形態においては、図３に示すように、コネクタ１０は、爪部１３ａ及び１３ｂ、並びに開口部１４に螺合されるネジ５０を介して、接続板２０に係合される。これにより、第１接続部１１に応力が加わった場合においても、コネクタ１０が移動することを抑止できるので、第１接続部１１に接続された導線３１と第２接続部１２に接続された配線２１との電気的な接続の切断を抑止できる。

次に、本実施形態のコネクタ１０を備えるモータ１の変形例について説明する。図４は、第１の変形例におけるコネクタの一例を示す斜視図である。図５は、第１の変形例におけるコネクタが配置された接続板の一例を示す斜視図である。図４に示すように、第１の変形例におけるコネクタ７０は、第１接続部７１と、第２接続部１２と、爪部１３ａ及び１３ｂとを備える。コネクタ７０も、例えば銅などの金属材料を用いた、単一の部材により形成される。なお、以下の各変形例において、先に説明した図面に示す部位と同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図４に示すように、第１の変形例におけるコネクタ７０の第１接続部７１の形状は、実施形態におけるコネクタ１０の第１接続部１１の形状と異なる。図５に示すように、第１の変形例において、コイル３０から引き出された導線９１は、コネクタ７０の第１接続部７１の背面部７１ａに、例えば抵抗溶接により固定される。なお、導線９１は、例えば銅製の平角線である。

また、図４に示すように、第１の変形例におけるコネクタ７０は、開口部１４を備えない点が、実施形態におけるコネクタ１０と異なる。この場合において、コネクタ７０は、爪部１３ａ及び１３ｂを介して、接続板２０に係合される。

抵抗溶接においても、コネクタ７０の第１接続部７１は高温となり、また第１接続部７１に対して応力が加えられる。この場合においても、コネクタ７０の第２接続部１２に熱が伝導することにより、第２接続部１２と配線２１とを接合する半田が溶融する場合がある。この場合、抵抗溶接において第１接続部７１に対して応力が加わることにより、コネクタ７０が移動してしまい、配線２１との電気的な接続が切断される場合がある。一方、第１の変形例においては、図５に示すように、コネクタ７０は、爪部１３ａ及び１３ｂを介して、接続板２０に係合される。これにより、第１接続部７１に応力が加わった場合においても、コネクタ１０が移動することを抑止できるので、第１接続部７１に接続された導線９１と第２接続部１２に接続された配線２１との電気的な接続の切断を抑止できる。

図６は、第２の変形例におけるコネクタの一例を示す斜視図である。図６に示すように、第２の変形例におけるコネクタ８０は、第１接続部１１と、第２接続部１２と、爪部１３ａ及び１３ｂと、凸部８４とを備える。コネクタ８０も、例えば銅などの金属材料を用いた、単一の部材により形成される。

第２の変形例におけるコネクタ８０は、開口部１４の代わりに、凸部８４を備える点が、実施形態におけるコネクタ１０と異なる。コネクタ８０の凸部８４は、コネクタ８０の第１接続部１１と第２接続部１２とに挟まれた部分から、下側（軸方向の負方向）に突出した部分である。凸部８４は、例えば、接続板２０に設けられた凹部（不図示）に嵌合される。すなわち、第２の変形例におけるコネクタ８０は、爪部１３ａ及び１３ｂ、並びに凸部８４を介して、接続板２０に係合される。これにより、第２の変形例においては、ネジ５０を用いる必要が無いため、実施形態と比較して部品点数を削減することができる。

以上、本発明の実施形態及び変形例について説明したが、本発明は上記実施形態及び変形例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、導線３１がコネクタ１０に溶着される構成、及び導線９１がコネクタ７０に溶接される構成について説明したが、引出線とコネクタとを接続する方法はこれに限られず、例えば導線９１が半田でコネクタ７０に接合されるような構成であってもよい。

また、コネクタ７０に、開口部１４や、凸部８４が設けられるような構成であってもよい。コネクタ７０が、爪部１３ａ及び１３ｂに加えて、ネジ５０や凸部８４を介して接続板２０に係合されることにより、コネクタ７０と接続板２０との係合部分における応力に対する耐性を強化することができる。

また、コネクタ１０が、爪部１３ａ及び１３ｂを備えないような構成であってもよい。この場合においても、コネクタ１０は、開口部１４を通じてネジ５０により接続板２０とネジ止めされることにより、接続板２０に係合される。この場合、接続板２０に爪部１３ａ及び１３ｂに対応する第１開口部２３ａ及び２３ｂに設ける必要がないため、接続板２０の加工に要する工数を削減できる。

このように、コネクタ１０、７０及び８０の各形状、及び導線３１又は９１をコネクタ１０、７０又は８０に接続する方法は、第１接続部１１、７１にかかる応力の大きさや、接続板２０の加工コスト、必要な部品点数等を勘案して、適宜変更してもよい。例えば、接続板２０がコネクタ１０と係合する爪部を備えていてもよく、コネクタ１０の爪部１３ａ、１３ｂと、接続板２０に備えられた爪部とが相互に係合するような構成であってもよい。

また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

１ モータ、２ ステータ、３ フレーム、４ ロータ、５ シャフト、１０，７０，８０ コネクタ、１１，７１ 第１接続部、１２ 第２接続部、１３ａ，１３ｂ 爪部、１４ 開口部、８４ 凸部、２０ 接続板、２１ 配線、３０ コイル、３１，９１ 導線

Claims (8)

1. コイルと、
   前記コイルから引き出された引出線と、
   前記引出線と電気的に接続される配線が設けられた基板と、
   前記引出線と前記配線とを接続するコネクタと、
   を備え、
   前記コネクタは前記配線に対して位置決めされて、前記基板に設けられている、モータ。
2. 前記コネクタは前記基板に係合している、請求項１に記載のモータ。
3. 前記コネクタは、前記基板の一部と係合する爪部を備える、請求項２に記載のモータ。
4. 前記コネクタは、前記コネクタの少なくとも一部が前記基板に嵌合され、又はネジ止めされる、請求項２又は３に記載のモータ。
5. 前記コネクタは金属部材で形成され、
   前記引出線は前記コネクタに溶接されている又は溶着されている又は半田で接合されている、請求項１乃至４のいずれか１つに記載のモータ。
6. 前記コネクタは、前記引出線と電気的に接続する第１接続部を備え、
   前記引出線の一部は、抵抗溶接又は熱カシメ処理により、前記第１接続部に電気的に接続される、
   請求項５に記載のモータ。
7. 前記コネクタは、前記配線と電気的に接続する第２接続部を備え、
   前記第２接続部は、前記配線の面に接触している、
   請求項１乃至６のいずれか１つに記載のモータ。
8. 前記コネクタは単一の部材で形成されている、請求項１乃至７のいずれか１つに記載のモータ。

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