JP5203835B2

JP5203835B2 - リード線の固定方法及びリード線の固定構造

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Publication number: JP5203835B2
Application number: JP2008192697A
Authority: JP
Inventors: 康夫川合; 致良山本; 秀俊植松
Original assignee: FANUC Corp
Current assignee: FANUC Corp
Priority date: 2008-07-25
Filing date: 2008-07-25
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2028-07-25
Also published as: JP2010035289A

Description

本発明は、モータのステータコアに巻回されたステータ巻線と、ステータコアの一端側でステータ巻線の延長部を覆うカバーに装着された電気コネクタとを電気的に相互接続するリード線の固定方法及びリード線の固定構造に関する。

工作機械やロボットなどに適用されるモータの一例として、ステータとロータを備えた同期モータがある。同期モータのステータは、ステータコアと、コアに設けられた複数のスロットに巻回されたステータ巻線とを備えている。本発明は、ステータ巻線と電気コネクタとを電気的に相互接続するリード線の固定方法及び固定構造に関するものであり、リード線の固定構造として図６及び７に示すものが知られている。図６は、ステータ巻線端と電気コネクタ２６との間のリード線３０をステータ巻線２０のエンド（コイルエンド）上で固定部品５０を用いて固定する構造が示され、図７はリード線３０をステータ巻線２０のエンドとカバー２２との隙間に固定するリード線の固定構造が示されている。

また、リード線の固定構造に関連する従来の一例として、特許文献１で開示されているものが知られている。特許文献１の第２頁左欄第５行目〜第１９行目には、「固定子コイルのコイルエンド上にコイルエンドに沿う接続部挿入溝を設けた合成樹脂性のターミナルを形成し、前記接続部挿入溝は、ターミナルの中央に形成された壁部を挟んで両側に位置し、長手方向における一端は開路し、他端面が壁部にて閉塞されてなる形状に形成し、固定子コイルの端末と口出線を松葉状に接続した接続部を、前記ターミナルの接続部挿入溝に挿入し、さらにこのターミナルの側面に合成樹脂の封着部を一体に固着成形し、上記接続部挿入溝を封することにより、固定子コイルの口出部を小型形状にまとめて確実に固定し、固定コイルの端末と口出線の接続箇所の絶縁性能を高めると共に、この固定子コイルの口出部の絶縁固定処理作業を能率よく行い、かつターミナルの高さを低く抑えてターミナルの小形化を図る」と記載されている。

実公昭６１−３２４２号公報

図６に示すリード線の固定構造や特許文献１で開示されている固定方法では、リード線３０をカバー２２内の任意の位置に固定するための部品５０を必要とし、部品コストがかかるという問題やモータの組み立てに時間がかかるという問題があった。

また、図７に示すリード線の固定構造は、リード線３０を固定するために、ステータ巻線２０のエンドとカバー２２との隙間にリード線３０を押し込まなければならず、ステータ巻線２０のエンドとカバー２２の隙間の大きさや、リード線３０の太さによっては、リード線３０を隙間に押し込むことができない場合や、無理やり押し込んだときにリード線３０が損傷する心配があった。

本発明は、リード線を固定するための専用部品を省略することができ、リード線をカバー内に容易に固定することができるリード線の固定方法及びリード線の固定構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様は、モータのステータコアに巻回されたステータ巻線と、前記ステータコアの一端側で前記ステータ巻線の延長部を覆うカバーに装着された電気コネクタとを電気的に相互接続するリード線の固定方法において、前記リード線を１次最小座屈荷重以上で２次最小座屈荷重以下の座屈荷重で座屈する長さとして前記ハウジング内に配線することと、前記リード線が前記ステータ巻線に接続する一端又は前記リード線が前記電気コネクタに接続する他端に縦方向の圧縮荷重を加えて前記リード線を横方向に曲げることで、前記リード線を前記ハウジングの内壁に当接させて固定することと、を備えたリード線の固定方法を提供する。

また、本発明の他の態様は、モータのステータコアに巻回されたステータ巻線と、前記ステータコアの一端側で前記ステータ巻線の延長部を覆うカバーに装着された電気コネクタとを電気的に相互接続するリード線の固定構造において、前記リード線が１次最小座屈荷重以上で２次最小座屈荷重以下の座屈荷重で座屈する長さを有して前記カバー内に配線され、前記リード線が横方向の曲げにより、該リード線が前記カバーの内壁面に当接して固定されているリード線の固定構造を提供する。

また、本発明は、前記リード線の固定構造において、前記ステータ巻線の延長部分と、該延長部分に続くケーブルとを備えた前記リード線において、前記延長部分と前記ケーブルとが同等の曲げ剛性を有するように構成することもできる。

また、本発明は、前記ハウジングの壁部に前記リード線を保持するための溝を設けることもできる。

以上の如く、本発明によれば、モータのリード線を引き回す際に、リード線に所定の横方向の曲げ力が加わるようにリード線の長さを決めることと、リード線の少なくとも一端に縦方向の圧縮荷重を加えることにより、リード線にカバーの壁部へ当接させることができ、これにより、リード線固定のための押し込み作業や、固定のための部品を省略することができる。また、ハウジングの壁部に案内溝を設けることによって、リード線をハウジング内でロータの邪魔にならない位置で確実に固定することができる。

以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るリード線の固定構造が適用される同期モータの一例が示されている。図示するように、同期モータは、ステータ１０と、ロータ１４とを備えている。ステータ１０は、回転軸１２を有するロータ１４を囲繞するステータコア１６と、ステータコア１６の内周面に設けられた複数のスロット１８に巻回されるステータ巻線２０と、ステータコア１６の軸方向両端にそれぞれ配置されるフロントカバー２２及びリアカバー２４とを備える。ステータコア１６は、珪素鋼板等の複数の磁性薄板の積層体からなり、フロントカバー２２とリアカバー２４との間に挟持されて、ボルト等の締結手段（図示省略）により一体に固定される。フロントカバー２２及びリアカバー２４は、軸受手段（図示省略）を介して回転軸１２を回転可能に支持する。

ステータ巻線２０は、ステータコア１６の複数のスロット１８に所定の規則に従って巻かれている。図示実施例では、半径方向に延びてスロット１８を画成するステータコア１６の個々の歯２８に巻付けられる。ステータコア１８の隣り合う歯２８には、それぞれ異なる相（図示実施例ではＵ相、Ｖ相及びＷ相）の交流電圧が印加される。ステータコア１６に３相の交流電圧を供給する電線は、フロンカバー２２に装着された電気コネクタ２６を介してステータ巻線２０に電気的に接続するようになっている。

次に、図２〜４に基づいて本実施形態のリード線の固定構造について説明する。リード線３０は、３本の電線が一体的に１本に束ねられて所定の曲げ剛性を有しており、個々の電線がフロントカバー２２内でステータ巻線２０と電気コネクタ２６とを電気的に相互接続するようになっている。すなわち、リード線３０の一端３２ａはステータ巻線端（図示せず）に接続し、リード線３０の他端３２ｂは電気コネクタ２６の電線接続部に接続する。本実施形態において、ステータ巻線端と電気コネクタ２６の電線接続部は対向して位置している。リード線３０の長さは、以下の数式に基づいて１次最小座屈荷重以上、２次最小座屈荷重以下で座屈する長さとなるように算出される。数式１において、Ｐは最小座屈荷重、ｎは次数、Ｅは縦弾性係数、Ｉは断面２次モーメント、ｌはリード線長さである。

本実施形態では、上記数式で算出されたリード線３０の長さがフロントカバー２２内周の略半分の長さとして求まり、リード線３０の両端にそれぞれ接続するステータ巻線端と電気コネクタ２６とが対向して位置している。

リード線３０の長さを、上記数式に基づいて１次最小座屈荷重以上、２次最小座屈荷重以下で座屈する長さにするのは、リード線３０が２次最小座屈荷重以上の力を受ける長さになると、図３に示すように２次モード以上で座屈を起し、フロントカバー２２の内壁面２３にリード線３０を当接させる力が発生せず、リード線３０をフロントカバー２２に固定することができないためである。また、リード線３０の長さを１次最小座屈荷重より小さい荷重Ｆで曲がるようにすると、フロントカバー２２の内壁面２３にリード線３０を当接させる力が弱くなるためである。

したがって、本実施形態のリード線３０は、一端３２ａがステータ巻線端に接続している状態で、電気コネクタ２６に接続する他端３２ｂに縦方向の圧縮荷重（座屈荷重）Ｆを加えることで、リード線３０を１次のモードで横方向に曲げることができる。そして、リード線３０の横方向の曲げ力Ｂにより、リード線３０をフロントカバー２６の内壁面２３に当接させて固定することができる。

なお、図４には、リード線３０が、ステータ巻線の延長部分３４と、この延長部分３４に接続する外部を絶縁被覆されたケーブル３５とから構成されている例が示されている。この例において、ステータ巻線の延長部分３４とケーブル３５のそれぞれの曲げ剛性を同程度に設定されている。ステータ巻線の延長部分３４とケーブル３５との曲げ剛性が異なる場合は、図示するように、曲げ剛性が小さい方が先に曲がってしまい、リード線３０をフロントカバー２２の内壁面２３に一様に当接させることができないためである。

次に、本発明に係るリード線の固定構造の第２の実施形態について説明する。本実施形態のリード線の固定構造は、リード線３０がフロントカバー４０の周壁（壁部）４２に設けられた逆Ｕ字状の保持溝４４に保持される点で、第１の実施形態のリード線の固定構造と相違している。

保持溝４４は、フロントカバー２２の周壁４２に形成された外壁部４３ａと内壁部４３ｂとの間に形成されている。溝幅は、３本の電線が縦一列に並んだ状態で保持される幅寸法に形成されている。本実施形態によれば、リード線３０は、自身の横方向の曲げ力で自身を保持溝４４の溝壁へ押し当てた状態で、保持溝４４内で確実に固定されることができる。

以上のように本発明によれば、モータ５のリード線３０を引き回す際に、リード線３０に所定の横方向の曲げ力が加わるようにリード線３０の長さを決めることと、リード線３０の少なくとも一端に縦方向の圧縮荷重を加えることにより、リード線３０にフロントカバー２２の周壁へ当接させることができ、これにより、リード線３０固定のための押し込み作業や、固定のための部品を省略することができる。

以上、本発明をその好適な実施形態に関連して説明したが、後述する請求の範囲の開示から逸脱することなく様々な修正及び変更を為し得ることは、当業者に理解されるであろう。

本発明の一実施形態に係るリード線の固定構造が適用される同期モータの一例を示す図である。本発明の第１の実施形態に係るリード線の固定構造を説明する説明図である。リード線が２次モードで曲がっている状態を示す説明図である。曲げ剛性の異なる電線から構成されるリード線が、曲げ剛性の弱い箇所で曲がっている状態を示す説明図である。本発明の第１の実施形態に係るリード線の固定構造を説明する説明図である。リード線の固定構造の従来の一例を示す図である。リード線の固定構造の従来の他の一例を示す図である。

符号の説明

５モータ
１０ステータ
２２，４０フロントカバー
２３内壁面
３０リード線
３４ステータ巻線の延長部分
３５ケーブル
４２周壁
４４保持溝

Claims

モータのステータコアに巻回されたステータ巻線と、前記ステータコアの一端側で前記ステータ巻線の延長部を覆うカバーに装着された電気コネクタとを電気的に相互接続するリード線の固定方法において、
前記リード線を１次最小座屈荷重以上で２次最小座屈荷重以下の座屈荷重で座屈する長さとして前記ハウジング内に配線することと、
前記リード線が前記ステータ巻線に接続する一端又は前記リード線が前記電気コネクタに接続する他端に縦方向の圧縮荷重を加えて前記リード線を横方向に曲げることで、前記リード線を前記ハウジングの内壁に当接させて固定することと、
を備えたリード線の固定方法。
モータのステータコアに巻回されたステータ巻線と、前記ステータコアの一端側で前記ステータ巻線の延長部を覆うカバーに装着された電気コネクタとを電気的に相互接続するリード線の固定構造において、
前記リード線が１次最小座屈荷重以上で２次最小座屈荷重以下の座屈荷重で座屈する長さを有して前記カバー内に配線され、前記リード線が横方向の曲げにより、該リード線が前記カバーの内壁面に当接して固定されているリード線の固定構造。
前記リード線が、前記ステータ巻線の延長部分と、該延長部分に続くケーブルとを備え、前記延長部分と前記ケーブルとが同等の曲げ剛性を有する請求項２記載のリード線の固定構造。
前記ハウジングの壁部に、前記リード線を保持するための溝が設けられている請求項２又は３記載のリード線の固定構造。