JP2022046151A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】接続板への端子の装着の作業性を向上する。【解決手段】モータ（１）は、コイル（３０）から引き出された導線（３１）の突出部分である端子と、接続板（２０）として機能する基板を備える。前記基板は、前記端子と係合するスリット（２２）と、配線（２１）と、を有する。前記スリット（２２）に係合した前記端子の一部分は前記配線（２１）と電気接続しており、前記スリット（２２）は周方向に延在している。【選択図】図１

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、基板等の接続板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。その際、各コイルの巻き始め及び巻き終わりの巻線を、接続板に接続する技術が知られている。

特開平０８－１２６２３８号公報 特開２０２０－２５４１７号公報

しかし、接続板に巻線を挿入することが難しい場合がある。作業性を向上するために接続板の挿入孔を拡げると、モータの振動により巻線等が接続板から外れやすくなる。

一つの側面では、接続板への巻線の装着の作業性を向上できるモータを提供することを目的とする。

一つの態様において、モータは、端子と、基板とを備える。前記基板は、前記端子と係合するスリットと、配線と、を有する。前記スリットに係合した前記端子の一部分は前記配線と電気接続しており、前記スリットは周方向に延在している。

一つの態様によれば、接続板への端子の装着の作業性を向上できる。

図１は、第１の実施形態におけるモータの一例を示す斜視図である。 図２は、第１の実施形態におけるインシュレータの一例を示す斜視図である。 図３は、第１の実施形態における接続板の一例を示す上面図である。 図４は、第１の実施形態における接続板の接続孔の一例を示す拡大平面図である。 図５は、第１の実施形態におけるモータの端子の接続状態の一例を示す斜視図である。 図６は、第１の実施形態におけるモータの端子の接続状態の一例を示す斜視図である。 図７は、第１の実施形態におけるモータの端子の接続状態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、モータ１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、第１の実施形態における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。

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、ケイ素鋼板等の磁性体で形成された鋼板のコアが、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（磁極部）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が配置される。

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に形成されるスリット２２から引き出される。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。

本実施形態における導線３１は、例えば図２に示すようなインシュレータ２ｂを用いることにより、軸方向の上側に延在する。図２は、第１の実施形態における端子が接続された接続板の一例を示す斜視図である。なお、図２においては、導線３１の一部及びコイル３０の図示を省略している。図２に示すように、コイル３０から引き出された導線３１は、係合部１４に係合される。係合部１４は、例えば、インシュレータ２ｂの外周部１１の回転軸方向の上側（正方向）の端面１７に形成された、凹部状の空間である。また、導線３１は、支持部１３に支持されることにより、回転軸方向の上側（正方向）に延在する。この支持部１３に支持されて、支持部１３からさらに突出した導線３１の一部は外力に対して所定の曲げ剛性を有し、いわゆる端子として機能する。この端子として機能する導線３１の一部は曲げ剛性を有することで、回転軸方向の上側に延在する形状を維持している。すわなち、導線３１の一部は自立した形状を有する。また、インシュレータ２ｂには、後に説明するネジ穴５１（５１ｐ，５１ｑ，５１ｒ）が形成されていてもよい。

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。図３は、第１の実施形態における接続板の一例を示す上面図である。図３に示すように、接続板２０には、配線２１と、スリット２２とが設けられる。配線２１は、スリット２２に接続される複数の導線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。スリット２２は、コイル３０から引き出された導線３１が通過する孔部である。なお、接続板２０は、基板の一例である。

本実施形態における接続板２０は、例えば、ティース２ｃに巻き回されたコイル３０の数と同数のスリット１２を備える。図１に示すように、本実施形態における接続板２０は、１２個のスリット２２を備える。なお、以下において、１２個のスリット２２を区別して表記する場合に、スリット２２ａ乃至２２ｌと表記する場合がある。１２個のスリット２２ａ乃至２２ｌは、１２個のティース２ｃに対応するように、周方向に並んで配置される。なお、スリット２２の数は一例であり、例えば１つのインシュレータ２ｂに２つ以上の端子３１が設けられる場合等、接続板２０がティース２ｃの数よりも多くのスリットを備えるような構成であってもよい。

図３に示されるように、各スリット２２ａ乃至２２ｌは、配線２１により相互に電気的に接続される。例えば、スリット２２ａは、スリット２２ｄと、配線２１ｐを介して相互に電気的に接続される。また、スリット２２ｂは、スリット２２ｃと、配線２１ｘを介して相互に電気的に接続される。同様に、配線２１ｑ、２１ｒ、２１ｙ及び２１ｚも、それぞれ２つのスリットを相互に電気的に接続する。なお、各配線２１と各スリット２２の接続関係は一例であり、例えば１つの配線２１が３つ以上のスリット２２に接続されるような構成であってもよい。また、接続板２０が回転軸方向に積み重なった複数の層を備え、配線２１が各層に形成されるような構成であってもよい。

スリット２２は、図４に示すように、第１の孔部２４と、第２の孔部２３とを備える。図４は、第１の実施形態における接続板の接続孔の一例を示す拡大平面図である。図４は、図１及び図３の領域Ｆで示される部分の拡大図である。図４に示すように、第２の孔部２３は、第１の孔部２４よりも大きくなるように形成される。また、第２の孔部２３は、配線２１と電気的に接続される位置に形成される。本実施形態において、第２の孔部２３は、第１の孔部２４よりも反時計回り方向側に位置するように形成される。なお、第１の孔部２４は、第１の端部の一例であり、第２の孔部２３は、第２の端部の一例である。

本実施形態におけるスリット２２は、接続板２０の周方向に延在している。図４に示すように、スリット２２は、周方向における長さＬ２が、径方向における長さＬ１よりも長くなるように形成される。

本実施形態において、スリット２２の第１の孔部２４の径方向における長さは、例えば、導線３１の太さと略同一に形成される。また、導線３１は、配線２１と電気的に接続される第１の孔部２４に挿入された後に、例えば、高電流を流して発熱させることにより、絶縁性を有する被覆が導線３１の導体から剥がされ、導体が露出される。又は、剥離機を用いて、機械的に被覆が導線３１の導体から剥がされ、導体が導出される。また、導線３１の導体は、第１の孔部２４に半田付けされる。これにより、導線３１は、配線２１と電気的に接続される。

次に、本実施形態における接続板２０に、端子３１を固定させる構成について、図５乃至図７を用いて説明する。図５乃至図７は、第１の実施形態におけるモータの端子の接続状態の一例を示す斜視図である。なお、以下の図面では、シャフト５の図示を省略している。図５は、フレーム３に収容されたステータ２に、接続板２０が軸方向の上側から設置されることにより、接続板２０の各スリット２２ａ乃至２２ｌから、ステータ２から延在する複数の端子３１ａ乃至３１ｌが突出した状態を示す。図５に示すように、端子３１ａは、接続板２０のスリット２２ａの第２の孔部２３に挿入される。同様に、その他の端子３１ｂ乃至３１ｌも、接続板２０のスリット２２ｂ乃至２２ｌの第２の孔部２３ｂ乃至２３ｌに、それぞれ挿入される。

次に、各端子３１は、接続板２０が反時計回りに回転することにより、第２の孔部２３から第１の孔部２４へと相対的に移動する。図６は、接続板２０が回転した後の端子３１の状態を示す。図６は、図５の領域Ｒで示される部分の拡大図である。図６に示すように、端子３１ａは、スリット２２ａの第２の孔部（第２の端部）２３から、スリット２２ａの第１の孔部（第１の端部）２４へと相対的に移動している。同様に、端子３１ｂ乃至３１ｌも、各スリット２２ｂ乃至２２ｌの第２の孔部２３から第１の孔部２４へと相対的に移動している。スリット２２ａ乃至２２ｌの第１の孔部２４、第２の孔部２３は、接続板２０の周方向において、スリット２２ａ乃至２２ｌの第１の端部、第２の端部を形成している。

また、図６に示すように、接続板２０が回転した後において、スリット２２ａの第２の孔部２３ａは、インシュレータ２ｂに形成されたネジ穴５１ｐに重なる位置に移動する。同様に、接続板２０が回転した後において、スリット２２ｅの第２の孔部２３ｅは、インシュレータ２ｂに形成されたネジ穴５１ｑに重なる位置に移動する。本実施形態において、インシュレータ２ｂには、図５に示すスリット２２ｉの第２の孔部２３ｉに対応する位置にも、ネジ穴５１ｒが形成される。すなわち、本実施形態において、ステータ２を構成するインシュレータ２ｂには、接続板２０に形成された３つの配線２１ｐ、２１ｑ及び２１ｒに対応して、３つのネジ穴５１ｐ、５１ｑ及び５１ｒが形成される。

そして、各第１の孔部２４に配置された各端子３１は、例えば、半田付けにより、第１の孔部２４と接する各配線２１に電気的に接続される。図７は、各端子３１が半田付けされた後の状態を示す。図７に示すように、端子３１ａは、半田Ｓａにより、第１の孔部２４ａに接する配線２１ｐに電気的に接続される。同様に、端子３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅは、それぞれ半田Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ，Ｓｅにより半田付けされる。この場合において、端子３１ａは、配線２１ｐを介して、端子３１ｄと電気的に接続される。また、端子３１ｂは、配線２１ｘを介して、端子３１ｃと電気的に接続される。同様に、端子３１ｅ乃至３１ｌも、その他の配線２１を介して、その他の端子３１と電気的に接続される。

なお、各端子３１が半田付けされる際、接続板２０は、ネジ５０（５０ｐ，５０ｑ，５０ｒ）により、事前にステータ２にネジ止めされる。図６及び図７に示すように、接続板２０のスリット２２ａの第２の孔部２３ａは、ネジ５０ｐにより、ネジ穴５１ｐにネジ止めされる。同様に、接続板２０のスリット２２ｅの第２の孔部２３ｅ、及びスリット２２ｉの第２の孔部２３ｉは、それぞれネジ５０ｑ及び５０ｒにより、ネジ穴５１ｑ及び５１ｒにネジ止めされる。これにより、接続板２０は、フレーム３に収容されたステータ２に固定される。

以上説明したように、本実施形態におけるモータ１は、端子３１と、基板２０とを備える。基板２０は、端子３１と係合するスリット２２と、配線２１と、を有する。スリット２２に係合した端子３１の一部分は配線２１と電気接続しており、スリット２２は周方向に延在している。これにより、スリット２２に、軸方向における下方向から端子３１を挿入した後に、接続板２０を回転させることで、複数の端子３１をスリット２２に容易に挿入させることができる。

また、本実施形態における接続板２０において、周方向におけるスリット２２の長さＬ２は、径方向におけるスリット２２の長さＬ１に対して大きい。また、スリット２２は、端子３１の一部分が係合する第１の孔部２４と、第１の孔部２４より大きい第２の孔部２３と、を備える。第２の孔部２３を第１の孔部２４よりも大きく形成することで、複数の端子３１をスリット２２に挿入させる際の作業性が向上する。また、端子３１がスリット２２の第１の孔部２４に固定された後に、モータ１の振動等により接続板２０の位置がずれる場合においても、端子３１が第１の孔部２４から第２の孔部２３に逆戻りすることを抑制できる。

また、本実施形態の接続板２０において、周方向において、第１の孔部２４と、第２の孔部２３とは並んで配置されている。また、モータ１は、端子３１を含む、複数の端子３１ａ乃至３１ｌを備え、接続板２０は、スリット２２を含む、複数のスリット２２ａ乃至２２ｌを備え、また配線２１を含む、複数の配線２１ｐ、２１ｑ、２１ｒ、２１ｘ、２１ｙ及び２１ｚを備える。複数の端子３１ａ乃至３１ｌは、複数の配線２１ｐ、２１ｑ、２１ｒ、２１ｘ、２１ｙ及び２１ｚを介して電気接続している。複数の端子３１ａ乃至３１ｌ、前記複数のスリット２２ａ乃至２２ｌ、及び複数の配線２１ｐ、２１ｑ、２１ｒ、２１ｘ、２１ｙ及び２１ｚは、周方向に並んで配置されている。これにより、複数の端子３１ａ乃至３１ｌを一括して配線２１ｐ、２１ｑ、２１ｒ、２１ｘ、２１ｙ及び２１ｚに接続させる際の作業性が向上する。

また、本実施形態におけるモータ１は、ステータ２を備える。端子３１はステータ２に設けられており、端子３１はステータ２から接続板２０に向けて延在している。また、端子３１は、コイル３０から引き出された導線３１である。導線３１は、例えば図２に示すようなインシュレータ２ｂを用いることにより、ステータ２から接続板２０に向けて延在する。これにより、コイル３０から引き出された導線３１を、そのまま端子３１として流用できるので、端子のための部品を別途用意する必要が無く、部品数を削減できる。

また、接続板２０は、第２の孔部２３を介してステータ２にねじ止めされることにより、モータ１に固定されてもよい。すなわち、例えば第２の孔部２３等の第２の端部を、ネジ穴として用いても構わない。これにより、別途ネジ穴を形成する必要がないため、接続板２０を製造する際の工数を省略できる。

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、スリット２２が大きさの異なる第１の孔部２４及び第２の孔部２３を備える構成について説明したが、これに限られず、径方向における第１の端部の長さが、径方向における第２の端部の長さに対して小さい形状であればよい。例えば、スリット２２の径方向における長さＬ１が、第２の端部から第１の端部に向かって連続的に変化する、いわゆるくさび状に形成されるような構成であってもよい。

なお、インシュレータ２ｂに設けられるネジ穴５１が、例えば、図２に示す支持部１３と同様に突出した形状を有してもよい。これにより、図６に示すように、ネジ穴５１と接続板２０の第２の孔部２３との距離が短くなるので、ネジ止め時の作業性が向上する。

なお、上述した実施形態では、コイル３０から引き出された導線３１そのものを端子として用いる構成について説明したが、これに限られず、別部材である端子に導線３１が接続されて、導線３１が端子を介して接続板２０に接続されるような構成であってもよい。

また、上述した実施形態では、モータ１が車載用に用いられるインナーロータ型のブラシレスモータである場合について説明したが、モータ１は、車載用以外に用いられるモータであってもよく、アウターロータ型のブラシレスモータであってもよく、またブラシ付きモータやステッピングモータなどの公知の他のモータであってもよい。

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、２ａ ステータコア、２ｂ インシュレータ、２ｃ ティース、３ フレーム、４ ロータ、５ シャフト、２０ 接続板、２１ 配線、２２ スリット、２３ 第２の孔部、２４ 第１の孔部、３０ コイル、３１ 導線、５０ ネジ、５１ ネジ穴

Claims (9)

1. 端子と、
   前記端子と係合するスリットと、配線と、を有する基板と、
   を備え、
   前記スリットに係合した前記端子の一部分は前記配線と電気接続しており、
   前記スリットは周方向に延在している、モータ。
2. 周方向における前記スリットの長さは、径方向における当該スリットの長さに対して大きく、
   前記スリットは、
   前記端子の一部分が係合する第１の端部と、
   前記第１の端部より大きい第２の端部と、を備える、請求項１に記載のモータ。
3. ステータを備え、
   前記基板は、前記第２の端部を介して前記ステータにねじ止めされて、前記モータに固定されている、請求項２に記載のモータ。
4. 周方向において、前記第１の端部と、前記第２の端部とは並んで配置されている、
   請求項２又は３に記載のモータ。
5. 前記スリットは、
   前記配線と接触する第１の端部と、
   前記第１の端部と周方向において対向する第２の端部と、
   を備え、
   径方向における前記第１の端部の長さは、径方向における前記第２の端部の長さに対して小さい、請求項１に記載のモータ。
6. 前記端子を含む、複数の端子を備え、
   前記スリットを含む、複数のスリットを備え、
   前記配線を含む、複数の配線を備え、
   前記複数の端子は、前記複数の配線を介して電気接続している、請求項１乃至５のいずれか１つに記載のモータ。
7. 前記複数の端子、前記複数のスリット、前記複数の配線は、周方向に並んで配置されている、請求項６に記載のモータ。
8. ステータを備え、
   前記端子は前記ステータに設けられており、
   前記端子は前記ステータから前記基板に向けて延在している、請求項１乃至７のいずれか１つに記載のモータ。
9. 前記ステータは、コイルを備え、
   前記端子は、前記コイルから引き出された導線である、請求項８に記載のモータ。

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