JP5224564B2 - コアレスモータのロータ組立て方法 - Google Patents

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Description

本発明は、円筒状コイルから引き出された複数のタップ線をコンデンサ基板に電気的接続する工程に係るコアレスモータのロータ組立て方法に関する。
従来、円筒状に巻かれたコイルを永久磁石の周りで回転させるコアレスモータにおいては、円筒状コイルの端部よりコイル素線を引出し、これを整流子片（セグメント）に接続する作業を必要とする。下記の特許文献１に記載された技術は、従来のコイル素線を整流子片に接続する際、円筒状コイルの製造工程中にタッピング工程を必要とし、また引き出されたコイル素線をツイストした後の、ディッピングによりウレタン絶縁被膜を除去しつつ半田をのせて整流子方向に曲げて溶接する作業が非常に煩雑であるため、このような従来の問題点を解消するためになされたものである。
そのため、特許文献１では、円筒状コイルのコイル素線の折り返し部近傍に形成した導電部を整流子セグメント（整流子片）と接続することによって、上記のようなタッピング工程を省略し、作業を簡素化するようにしている。
ところが、この文献に開示された技術においても、コイル素線の折り返し部近傍に形成した導電部と整流子セグメントとを接続する手段として半田を使用しているため、この点では従来の接続方法となんら変わらないものであった。
ところで近年において、モータには高出力性能が要求され、これに伴って駆動中のモータ本体が高温となるため、耐熱対策が必要となっている。そこで、問題となるのが、電気的接続を半田で行った場合、モータ本体からの発熱によって半田が溶解し、溶解した半田がモータ内に飛散して冷却後に固まると、モータが回転不能になるという不都合が生じていた。
また、従来、整流子片にタップ線としてのコイル素線とコンデンサ基板とを電気的に接続する際、夫々の接続作業を別工程にて半田等で接続を行っていたため、この点でも、作業が煩雑になるという不都合があった。
特開昭５３−３６０３号公報
本発明は、以上の事情に鑑みてなされたもので、円筒状コイルからの複数のタップ線をコンデンサ基板に電気的接続する工程において、煩雑な作業となる半田を使用することなく、またモータ駆動時において半田が溶解するという不都合を解消し得るコアレスモータのロータ組立て方法を提供することを目的とする。
上記の問題を解決するために、本発明の請求項１に記載したコアレスモータのロータ組立て方法は、コイル素線を円筒状に巻いた円筒状コイルの端部にシャフトによって軸支された整流子台を組み込んでなる整流子を有するコアレスモータにおいて、整流子台に設けられた各整流子片に対応する位置に整流子台を貫通する溶接孔を形成し、整流子台の外周に円筒状コイルから引き出した所定数のタップ線に対応するタップ溝が設けられ、各タップ線を夫々のタップ溝に係止した状態で整流子台の上面に引き出すことにより、各タップ線を各整流子片の上面に載置したコンデンサ基板の各端子に当接し、整流子台の夫々の溶接孔に一方の電極を挿通して各整流子片の裏面に当てる一方、他方の電極をタップ線に当て、これら一対の電極を用いて各整流子片にコンデンサ基板の各端子と各タップ線とを電気溶接することにより、各タップ線がコンデンサ基板の各端子を経由して各整流子片に溶接され、コンデンサ基板が故障である場合は通電せずに溶接されないことによってコンデンサ基板の通電性を確認できるようにしたことを特徴とする。
本発明のコアレスモータのロータ組立て方法は、円筒状コイルから引き出された複数のタップ線をコンデンサ基板に電気的接続する工程において、一対の電極を利用した電気溶接によって接続することを可能としたことにより、煩雑な作業となる従来の半田を使用することなく、またモータの発熱による半田の溶解が無くなり、モータの耐熱性の向上を図ることが可能となる。
また、整流子片へのコンデンサ基板とタップ線の電気的接続を電気溶接による一工程により行うことができ、組立工程の効率化を図ることが可能となる。
さらに、タップ線をコンデンサ基板を経由して整流子片を溶接するようにしているため、コンデンサ基板が故障である場合は通電せず、このため溶接がなされないこととなり、これによってコンデンサ基板の通電性を確認することができ、従来の半田による接合方法では得られなかった効果を奏することが可能となる。
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
本発明によるコアレスモータ１のロータ（２）組立て方法は、図３に示すように、コイル素線を円筒状に巻いた円筒状コイル３の端部にシャフト４によって軸支された整流子台５を組み込んでなる整流子６を有するコアレスモータ１において、整流子台５に設けられた各整流子片７、７…に対応する位置に整流子台５を貫通する溶接孔８、８…を形成し、円筒状コイル３から各タップ線９、９…を引き出して各整流子片７、７…の上面に載置したコンデンサ基板１０の各端子１０ａ、１０ａ…に当接して、整流子台５の夫々の溶接孔８に一方の電極１１ａを挿通して各整流子片７の裏面に当てる一方、他方の電極１１ｂをタップ線９に当て、これら一対の電極１１ａ、１１ｂを用いて各整流子片７、７…にコンデンサ基板１０の各端子１０ａ、１０ａ…と各タップ線９、９…とを電気溶接するようにしたものである。
以下、上記の組立て方法について各部の構成を説明しながら述べる。図１は、本実施例に係るコアレスモータ１のロータ２に関する部分断面図であり、ハウジング１２内に固定された永久磁石１３の中心にて軸受１４ａ、１４ｂに支承されたシャフト４が設けられ、このシャフト４の端部に整流子台５が固設されると共に、整流子台５の周囲にはコイル素線を円筒状に巻いた円筒状コイル３が永久磁石１３を包囲した状態で固定されている。
また、整流子６は、図４（ｂ）に示すように、シャフト４に結合された整流子台５を有し、整流子台５の外周には、図２(ｂ)に示すように円筒状コイル３から引き出された所定数のタップ線９、９…に対応するタップ溝１７、１７…（図４（ａ）参照）が設けられ、各タップ線９は夫々のタップ溝１７に係止された状態で整流子台５の上面に引き出される。
さらに、図２(ｂ)又は図４（ａ）に示すように、整流子台５の上面には、円筒状コイル３から引き出されたタップ線９、９…に対応する数の整流子片７、７…が設けられ、図１に示すように、シャフト４の外周に集合された整流子片７、７…にはブラシ台１５に設けられたブラシ１６が接触され、ブラシ台１５がハウジング１２の端縁内周に固設された構成とされている。
このようなコアレスモータ１の整流子台５には、図４(ｃ)に示すように、各整流子片７に対応する位置に整流子台５を貫通する溶接孔８、８…が形成されている。
また、図４（ｄ）に示すコンデンサ基板１０には円筒状コイル３から引き出されたタップ線９の数に対応する端子１０ａ、１０ａ…が設けられ、このコンデンサ基板１０を図２(ａ)に示すようにシャフト４に通して整流子台５の上面に固着する。このとき、コンデンサ基板１０の各端子１０ａ、１０ａ…を各整流子片７、７…に重ね、さらに各タップ線９、９…をコンデンサ基板１０の各端子各端子１０ａ、１０ａ…に導く。
次いで、図３に示すように、整流子台５の夫々の溶接孔８に一方の電極１１ａを挿通して各整流子片７の裏面に当てる一方、他方の電極１１ｂをコンデンサ基板１０を介してタップ線９に当て、これら一対の電極１１ａ、１１ｂ間に通電を行うことによって、電極片１１ａ、１１ｂと整流子片７とコンデンサ基板１０の端子とタップ線９とに接触抵抗に基づくジュール熱が発生し、ジュール熱によって各整流子片７、７…とコンデンサ基板１０の各端子１０ａ、１０ａ…と各タップ線９、９…とがスポット溶接される。
このような電気溶接によると、各タップ線９、９…はコンデンサ基板１０の各端子１０ａ、１０ａ…を経由して各整流子片７、７…に溶接されるため、コンデンサ基板が故障である場合は通電せずに溶接がなされないこととなり、これによってコンデンサ基板１０の通電性を確認することができ、従来の半田による接合方法では得られなかった効果を奏することが可能となる。また、上記の電気溶接によって電気抵抗値を高純度にすることができ、溶接部の表面をなめらかにして、その形状も安定化することとなる。
本発明のコアレスモータのロータ組立て方法は、円筒状コイルからの複数のタップ線をコンデンサ基板に電気的接続する工程において、煩雑な作業となる半田を使用することなく、またモータ駆動時において半田が溶解するという不都合を解消し得るコアレスモータのロータ組立て方法として使用することが可能となる。
本発明の実施例に係るコアレスモータの部分断面を含む側面図である。 (ａ)は本発明の実施例に係るロータの部分断面を含む側面図であり、(ｂ)はロータの端面図である。 本発明の実施例に係るコアレスモータのロータにおける部分断面を含む側面図であり、タップ線と整流子片とコンデンサ基板の端子とを一対の電極によって電気溶接している状況を示す。 (ａ)は本発明の実施例に係るコアレスモータの整流子台の上面図であり、(ｂ)は整流子台の部分断面を含む側面図であり、(ｃ)は整流子台の内側面図であり、（ｄ）はコンデンサ基板の上面図である。
符号の説明
１ コアレスモータ
２ ロータ
３ 円筒状コイル
４ シャフト
５ 整流子台
６ 整流子
７ 整流子片
８ 溶接孔
９ タップ線
１０ コンデンサ基板
１０ａ コンデンサ基板の端子
１１ａ、１１ｂ 一対の電極
１２ ハウジング
１３ 永久磁石
１４ 軸受
１５ ブラシ台
１６ ブラシ
１７ タップ溝

Claims (1)

  1. コイル素線を円筒状に巻いた円筒状コイルの端部にシャフトによって軸支された整流子台を組み込んでなる整流子を有するコアレスモータにおいて、
    整流子台に設けられた各整流子片に対応する位置に整流子台を貫通する溶接孔を形成し、整流子台の外周に円筒状コイルから引き出した所定数のタップ線に対応するタップ溝が設けられ、各タップ線を夫々のタップ溝に係止した状態で整流子台の上面に引き出すことにより、各タップ線を各整流子片の上面に載置したコンデンサ基板の各端子に当接し、整流子台の夫々の溶接孔に一方の電極を挿通して各整流子片の裏面に当てる一方、他方の電極をタップ線に当て、これら一対の電極を用いて各整流子片にコンデンサ基板の各端子と各タップ線とを電気溶接することにより、各タップ線がコンデンサ基板の各端子を経由して各整流子片に溶接され、コンデンサ基板が故障である場合は通電せずに溶接されないことによってコンデンサ基板の通電性を確認できるようにしたことを特徴とするコアレスモータのロータ組立て方法。
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