JP5899747B2 - モータの組立方法 - Google Patents

Description

本発明はモータの組立方法に関し、特にステータをケースに挿入する際に、そのステータ側のコイルエンドの引き出し線をケース側の端子台に接続する方法に関する。

例えば三相モータ等における引き出し線の端末処理構造として、ステータから引き出された導線の引き出し線先端に板状の端子を予め固着しておき、ステータをモータのケースに挿入する際に、そのケース側に固定された端子接続部に対してステータ側の引き出し線先端の端子を接続するようにしたものがある。

このような構造においては、例えば特許文献１に記載されているように、ケース側の端子接続部にボルト穴を設けるとともに、引き出し線先端の端子にも同様にボルト穴を設けておき、端子接続部のボルト穴と端子側のボルト穴とを合致させた上で、それらにボルトを挿入して締め付けることにより、引き出し線先端の端子とケース側の端子接続部とを電気的に接続することになる。

特開２００８−１７２８９８号公報

しかしながら、ステータをケースに挿入した際に、引き出し線側の板状の端子とケース側における端子接続部の着座面の双方の傾きが一致していないと、双方ボルト穴が合致せずにボルトの挿入が困難となる。これは、特に引き出し線側に付帯している板状の端子の傾きや姿勢を予めケース側の端子接続部の傾き等に合致させることが困難であることに基づいている。そのため、作業者の手作業にてボルト締結を行う場合には、引き出し線側の板状の端子をケース側の端子接続部に対して押し付けながらボルトを挿入して締結作業を行わなければならず、作業がきわめて繁雑なものとならざるを得ない。これらのことは、上記のようなボルト挿入作業やそれに続くボルト締結作業までもロボットその他の自動化機器にて行う場合にも同様に言い得ることである。

本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、とりわけステータをケースに挿入する際に、ステータの引き出し線側に付帯する端子をケース側の端子接続部に確実に且つ安定して着座させることができて、それに続くボルト挿入作業およびボルト締結作業を容易に行えるようにしたモータの組立方法を提供するものである。

本発明は、先にも述べたように、ステータの一方の端面からそれ自体の環状領域の外側に導出されたコイルエンドの引き出し線先端に板状の端子を予め固着しておき、上記ステータの他方の端面を挿入始端部として当該ステータをケースに挿入することで上記端子をケース側の端子台に着座させ、上記端子および端子台の双方に予め形成されているボルト挿入穴にボルトを挿入して締結することにより両者を接続するようにしたモータの組立方法を前提としている。

そして、少なくとも上記ケースに対するステータの挿入開始段階までに、端子の根元部側よりも当該端子の先端側が端子台に接近するようにその端子の姿勢を調整しておき、上記ケースに対するステータの挿入進行に伴って端子をケース側の端子台に着座させる際には、その端子の根元部側よりも先端側から先に端子台に当接させ、上記ケースに対するステータの挿入完了時点では、端子がその自己弾性力により端子台に面接触して圧接状態となるようにしたものである。

本発明によれば、ステータをケースに挿入する際に、ステータにおける引き出し線先端の端子の根元部側よりも先端側から先にケース側の端子台に当接させることにより、端子が端子台に対して必ず押し付けられるかたちとなり、最終的に端子が端子台に着座する際にはいわゆる面当たりの状態で着座することになる。そのため、双方のボルト穴同士が合致することになり、それらに対するボルトの挿入およびボルト締結作業が容易に行えるようになる。

本発明が適用される三相モータの概略構造を示す斜視図。 図１に示した端子の詳細を示す図で、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）は同図（Ａ）の側面図。 図１に示した端子台の要部の詳細を示す拡大斜視図。 図１に示した三相モータの組立手順を示す説明図。 図４におけるステータの平面図。 図４の状態からステータをケースに挿入した状態を示す説明図。 端子が端子台側の着座面に着座する際の詳細を示す図で、（Ａ）は端子の先端が先行して着座した状態を示す拡大図、（Ｂ）は端子の全面が着座した状態を示す拡大図。 図３のＭ−Ｍ線に沿う拡大断面図。 本発明の第２の実施の形態を示す要部の説明図。 本発明の第２の実施の形態を示す要部の説明図。

図１〜８は本発明を実施するためのより具体的な第１の形態を示し、ここでは三相モータの組み立てに適用した場合の例を示している。そして、図１〜３は三相モータの概略説明図を、図４〜６は上記モータの組立手順を示している。

図１に示すように、三相モータ１は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の三相分のコイル（巻線）が巻回されたステータ２を備えている。より詳しくは、このステータ２は、周知のように多数の電磁鋼板が積層されて一体的に接着固定された円環状のステータコア３に所定間隔でスロットが形成されていることから、これらのスロットに上記Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のそれぞれのコイルを巻回してある。そして、上記ステータ２の中央部に図示しないロータが挿入されるとともに、ステータ２がケース４に挿入されることで三相モータ１が構成される。かかる三相モータ１では、ステータ２から導出されたＵ相、Ｖ相およびＷ相の三相分のコイルのコイルエンドの引き出し線５Ｕ，５Ｖ，５Ｗに対して外部から所定の電力を供給することにより、図示外のロータが回転駆動されることになる。

ここでは、図１に示すように、ステータ２の一方の端面からそれ自体の環状領域の外側にＵ相、Ｖ相およびＷ相の三相分のコイルのコイルエンドの引き出し線５Ｕ，５Ｖ，５Ｗが引き出されていて、それぞれの独立した引き出し線５Ｕ，５Ｖ，５Ｗの端末に矩形板状の端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗが予めかしめ加工にて個別に接続されている。各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗは、図２に示すように、引き出し線５Ｕ，５Ｖ，５Ｗに接続された側である根元部７ａ側にかしめ筒状部７ｂを含むかたちで導線性に優れた金属板をプレスにて曲折成形したものであり、中央部には長穴状のボルト穴８を形成してある。また、各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗの、根元部７ａとは逆側の先端部は図２のように上向き（後述する端子台９側の着座面１１ａとの関係についてみれば反着座面１１ａ側）に折り曲げて先端曲折部７ｃとし、その先端曲折部７ｃの外側根元部を所定曲率の曲面形状部または円弧状部とするべく外隅アール部７ｄとして形成してある。

他方、ケース４の一端面側のフランジ部４ａにはブロック状の端子台９が固定配置されている。この端子台９は、図１および図３に示すように、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相毎にそれぞれに独立した端子受容部１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗに区分されていて、各端子受容部１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗ毎に着座面１１ａを有する着座プレート１１を設けてあるとともに、各着座プレート１１の中央部にはボルト穴１２を形成してある。さらに、隣り合う端子受容部１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗ同士を隔離している隔壁１３には山形状の案内突起部１３を形成してあり、この案内突起部１３の両側にはテーパ状の案内壁面として傾斜したガイド面１３ａを形成してある。そして、後述するようにそれぞれの端子受容部１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗの着座面１１ａに引き出し線５Ｕ，５Ｖ，５Ｗ側の矩形板状の端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗを面接触にて着座させた上で、ボルト１４にて締結結合することになる。

なお、図１では図示されていないが、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の三相分のコイルのコイルエンドの引き出し線５Ｕ，５Ｖ，５Ｗ以外に中性線の引き出し線が付帯することもある。また、図１ではケース４の両側にかぶせられるカバーは図示省略してある。

ここで、図１に示したモータ１を組み立てるにあたっては、ステータ２のコイルにワニス処理を予め施しておき、ケース４に対するステータ２の回転方向位相を合わせた上で、そのワニス処理後のステータ２をケース４に挿入することになる。その際に、ケース４を予め所定温度まで加熱しておくものとし、いわゆる焼きばめのかたちでケース４に対するステータ２の挿入作業が行われる。

図４〜６はケース４に対するステータ２の挿入工程の概略を示していて、図４，５に示すように、予め端子台９が取り付けられたケース４とステータ２との回転方向位相を合わせた上で、ステータ２のうち引き出し線５Ｕ，５Ｖ，５Ｗが導出された一方の端面２ａとは反対側の他方の端面２ｂ側を挿入始端部として、ケース４の上方からゆっくりとステータ２を挿入するものとする。なお、ケース４に対するステータ２の挿入作業は、ケース４そのものが高温であること等を考慮し、ロボットその他の自動化機器を用いて行うものとする。

この場合において、図１のほか図６に示すように、ケース４に対するステータ２の挿入完了とともに、ケース４側の端子台９とステータ２側における引き出し線５Ｕ，５Ｖ，５Ｗの端末の端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗとが位置的に合致し、なお且つそれぞれの端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗが端子台９側の対応する着座面１１ａに正しく着座することが望ましい。

そこで、本実施の形態では、図５に示すように、ステータ２単独の状態で、各引き出し線５Ｕ，５Ｖ，５Ｗの端末の端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗ同士のなすピッチが、図１，３の端子台９側の端子受容部１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗ同士のなすピッチと同等なものとなるように予め調整しておくものとする。同時に、端子台９における各端子受容部１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗの着座面１１ａがフランジ部４ａを含むケース４側の端面４ｂと平行である場合に、その端子台９における各端子受容部１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗの着座面１１ａに対して対応する各引き出し線５Ｕ，５Ｖ，５Ｗの端末の端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗが非平行となるように、より具体的には図４に示すようにそれぞれの端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗに所定量の俯角αに相当する過剰曲げ量を持たせて予め斜め下向きの傾斜姿勢のものとしてある。

なお、各引き出し線５Ｕ，５Ｖ，５Ｗはいわゆる素線束からなるものであるため、その剛性のために上記のような各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗのピッチや斜め下向きの傾斜姿勢を自己保持することが可能である。

したがって、図４に示すように、予め端子台９が取り付けられたケース４とステータ２との回転方向位相を合わせた上で、ステータ２のうち引き出し線５Ｕ，５Ｖ，５Ｗが導出された一方の端面２ａとは反対側の他方の端面２ｂ側を挿入始端部として、ケース４の上方からゆっくりとステータ２を挿入するならば、図１，６に示すように、ステータ２の挿入完了とともに端子台９側の各端子受容部１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗと各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗとが合致し、各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗが端子台９側の対応する着座面１１ａにいわゆる全面当たりのかたちで着座することになる。

この場合において、図４に示したように、各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗには予め俯角αを持たせて斜め下向きの傾斜姿勢のものとしてあるため、ケース４に対するステータ２の挿入完了直前においては、図７の（Ａ）に示すように、各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗの先端側の外隅アール部７ｄが先行して着座面１１ａに押し付けられるようにして当接することになる。そして、ケース４に対するステータ２の挿入進行とともに各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗはその自己弾性力にて徐々に撓み変形し、ケース４に対するステータ２の挿入完了時点では、同図（Ｂ）に示すように、各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗはその自己弾性力にて着座面１１ａに押し付けられるようにしていわゆる全面当たりのかたちで着座面１１ａに着座して圧接するかたちとなる。そのため、各着座面１１ａから各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗが浮き上がったり、両者の間に隙間が発生する余地はないことになる。

このことは、少なくともケース４に対するステータ２の挿入開始段階までに、各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗの根元部７ａ側よりも当該各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗの先端側が端子台９側の該当する着座面１１ａに接近するようにそれらの各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗの姿勢を調整しておき、上記ケース４に対するステータ２の挿入進行に伴って各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗを端子台９側の着座面１１ａに着座させる際には、それらの各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗの根元部７ａ側よりも先端側から先に着座面１１ａに当接させることを意味する。

言い換えるならば、少なくともケース４に対するステータ２の挿入開始段階までに、各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗの根元部７ａ側よりも当該端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗの先端側が端子台９に接近するようにその端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗに図４のような俯角αに相当する過剰曲げ量を付与しておき、上記ケース４に対するステータ２の挿入進行に伴って各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗを端子台９側の着座面１１ａに着座させる際には、その端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗの根元部７ａ側よりも先端側から先に着座面１１ａに当接させて、上記過剰曲げ量を矯正するようにして着座させるものとする。

また、各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗが端子台９側の着座面１１ａに着座する過程では、板状の各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗが図３に示した左右のガイド面１３ａにて案内されて、いわゆる幅方向でのセンタリング（芯出し）効果が発揮されることになる。そのため、上記のように各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗが対応する着座面１１ａにいわゆる全面当たりのかたちで着座する際には、同時に各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗ側のボルト穴８と着座プレート１１側のボルト穴１２とが自律的に合致することになる。

図８は図３のＭ−Ｍ線に沿う断面を示していて、上記のように各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗが対応する着座面１１ａに着座したならば、図１のほか図８に示すように、各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗ毎にそれらの端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗ側から挿入されるボルト１４にて着座プレート１１に締結結合されることになる。なお、図３および図８に記載されているように、着座プレート１１はボルト１４が螺合するボルト穴１２を備えているが、図３，８以外の図面においては、説明の簡略化のためにボルト穴１２の図示を省略している。

このように本実施の形態によれば、ケース４に対するステータ２の挿入完了時点では、ステータ２側におけるコイルエンドの引き出し線５Ｕ，５Ｖ，５Ｗの端末に付帯している板状の各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗが端子台９側の該当する着座面１１ａに全面当たりのかたちで必ず着座することになるため、着座プレート１１側と各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗ側のボルト穴１２，８同士の不一致によってボルト１４の挿入が困難となることがない。

したがって、ケース４に対するステータ２の挿入作業のみならず、ボルト１４による各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗの締結作業までもロボットその他の自動化機器にて行う場合に、いわめて効率的に作業を行うことができ、生産性の向上に寄与できることになる。

また、各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗを対応する着座面１１ａに着座させる際には、その着座面１１ａに対して各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗの先端から先に当接させることになることは先に述べたとおりである。その際に、図７に示したように、各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗの先端を外隅アール部７ｄとして鋭利な角部を持たない形状としてあるため、各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗの先端が着座面１１ａに食い込んでロックしてしまうようなこともなければ、いわゆるスリップスティック現象が発生することもなく、着座面１１ａに対する各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗの着座挙動が安定して行われて、着座面１１ａと各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗとの相対位置精度も向上することになる。

さらに、先に述べたように、図５に示したテーパ状のガイド面１３ａによる各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗの案内効果、すなわちセンタリング効果も発揮されることになるため、これによってもまた着座面１１ａに対する各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗの着座挙動が安定して行われて、着座面１１ａと各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗとの相対位置精度が一段と向上することになる。

図９，１０は本発明の第２，第３の実施の形態を示し、いずれも図８と共通する部分には同一符号を付してある。

図９に示す第２の実施の形態では、図３に示した着座面１１ａの両側におけるテーパ状の案内壁面としての傾斜したガイド面１３ａに加えて、端子台９側に、端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗの先端曲折部７ｃが当接する同じくテーパ状の案内壁面としての傾斜したガイド面２３ａを形成したものである。

また、図１０に示す第３の実施の形態では、端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗの先端の曲折部７ｃが当接する傾斜したガイド面２３ａに加えて、端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗの根元部７ａ側の曲折部が当接する同じくテーパ状の案内壁面としての傾斜したガイド面３３ａを形成したものである。

これらの第２，第３の実施の形態では、先の第１の実施の形態と同様の効果に加えて、ガイド面２３ａまたは３３ａによる案内・位置決め効果または位置規制効果によって端子台９側の着座面１１ａと各端子６Ｕ，６Ｖ，６Ｗとの相対位置精度が一段と向上することになる。

１…三相モータ
２…ステータ
３…ステータコア
４…ケース
５Ｕ，５Ｖ，５Ｗ…引き出し線
６Ｕ，６Ｖ，６Ｗ…端子
７ｄ…外隅アール部（曲面形状部）
８…ボルト穴
９…端子台
１１…着座プレート
１１ａ…着座面
１２…ボルト穴
１３ａ…ガイド面（テーパ状の案内壁面）
１４…ボルト
２３ａ…ガイド面（テーパ状の案内壁面）
３３ａ…ガイド面（テーパ状の案内壁面）

Claims (5)

1. ステータの一方の端面からそれ自体の環状領域の外側に導出されたコイルエンドの引き出し線先端に板状の端子を予め固着しておき、
   上記ステータの他方の端面を挿入始端部として当該ステータをケースに挿入することで上記端子をケース側の端子台に着座させ、
   上記端子および端子台の双方に予め形成されているボルト穴にボルトを挿入して締結することにより両者を接続するようにしたモータの組立方法であって、
   少なくとも上記ケースに対するステータの挿入開始段階までに、上記端子の引き出し線先端との固着部位側である根元部側よりも、当該端子の上記根元部側とは逆側である先端側が端子台に接近するようにその端子の姿勢を調整しておき、
   上記ケースに対するステータの挿入進行に伴って端子をケース側の端子台に着座させる際には、その端子の根元部側よりも先端側から先に端子台に当接させ、
   上記ケースに対するステータの挿入完了時点では、端子がその自己弾性力により端子台に面接触して圧接状態となるようにしたことを特徴とするモータの組立方法。
2. 少なくとも上記ケースに対するステータの挿入開始段階までに、上記端子の根元部側よりも当該端子の先端側が端子台に接近するようにその端子に過剰曲げ量を付与しておき、
   上記ケースに対するステータの挿入進行に伴って端子をケース側の端子台に着座させる際には、その端子の根元部側よりも先端側から先に端子台に当接させて、上記過剰曲げ量を矯正するようにして着座させることを特徴とする請求項１に記載にモータの組立方法。
3. 上記端子台は上記端子が着座する部分に平坦な着座面を有しているとともに、上記端子の先端のうち最初に端子台側の着座面に当接する部位を曲面形状部としてあることを特徴とする請求項２に記載のモータの組立方法。
4. 上記端子台の着座面の両側に端子の横方向位置を規制するテーパ状の案内壁面を形成してあることを特徴とする請求項３に記載のモータの組立方法。
5. 上記端子台の着座面の先端側に端子の前後方向位置を規制するテーパ状の案内壁面を形成してあることを特徴とする請求項４に記載のモータの組立方法。

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