JP5987399B2 - モータ - Google Patents

Description

本発明は、巻線と回路基板とを電気的に接続する端子金具を備えたモータに関する。

従来、アルミニウムまたはアルミニウム合金の撚り線からなる芯線と芯線の外周を覆う被膜とを備えた導線が接合される端子金具が知られている。この種の端子金具として、導線が接合されるセレーションを備えた端子金具がある（例えば、特許文献１参照）。この端子金具は、芯線を圧着することで芯線がセレーションに食い込み、導線との電気的な接合が得られ、芯線との接合部分がスプリングバックしないように、Ｆクリンプ形状の圧着構造になっている。

また、モータに備えられたステータにインシュレータを介して巻回される巻線と、インシュレータの端面に取付けた回路基板とを電気的に接続する端子金具として、金属板材からなるとともに、金属板材の一部を切起こして折返した折返し片と、折返し片と対向する金属板材の対向面とで巻線を挟持する端子金具が知られている。この端子金具は、折返し片と対向面との間に所定の電圧を印加して巻線と端子金具とを溶着することで電気的な接合が得られ、巻線との接合部分がスプリングバックしないようになっている。

ところで、この巻線には、銅からなる芯線と芯線の外周を覆う被膜とを備えた導線が用いられるが、導線の芯線として、銅に替えてアルミニウムまたはアルミニウム合金を用いると、アルミニウムまたはアルミニウム合金は銅よりも融点が低いため、折返し片と対向面との間に、芯線として銅を用いたときと同じ電圧を印加すると、導線が溶けて断線するおそれがあるという問題点があった。

この導線が溶けて断線するおそれがある問題点を解決するため、巻線と回路基板とを電気的に接続する端子金具として、巻線と端子金具とを溶着しない代わりに、セレーションを備えた端子金具を用いることが考えられるが、巻線に用いられる導線の芯線は撚り線ではなく単線であるため、スプリングバックしないように、撚り線の隙間に食い込ませたＦクリンプ形状の圧着構造を用いることができないという問題点があった。

特開２０１０−５５９３６号公報

本発明は上記問題点に鑑み、従来の折返し片と対向面とで導線を挟持する端子金具の構造を利用しつつ、融点の低い導線であっても、折返し片のスプリングバックを防止することができるモータを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のモータは、ステータコアにインシュレータを介して導線が巻回されたステータと、ステータと回転可能な状態で対向して配置したロータと、インシュレータに間隔をもって取付けた回路基板と、インシュレータと回路基板との間に取付けられ、導線と回路基板とを電気的に接続した端子金具とを備えている。インシュレータには、端子金具が挿入される端子台を備えている。端子金具は、金属板材からなり、一端に回路基板と電気的に接続される接続部と、他端に端子台に挿入する挿入部と、接続部と挿入部との間を切起こした箇所が挿入部に向けて折返された折返し片と、折返し片と対向する対向面とを備えている。折返し片または対向面の少なくとも一方には、インシュレータに巻回された導線の引出部を折返し片と対向面とで挟持したとき、引出部と電気的に接合するためのセレーションを有し、引出部を折返し片と対向面とで挟持した挟持部を備え、挿入部と折返し片の先端側とが端子台に挿入されたモータ。

本発明のモータによれば、従来の折返し片と対向面とで導線を挟持する端子金具の構造を利用しつつ、融点の低い導線であっても、折返し片のスプリングバックを防止することができる。

本発明によるモータを示す断面図である。 モータに備えられたインシュレータと端子金具と回路基板とを示す側面図である。 モータに備えられた端子金具を示す説明図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。 インシュレータに備えられた端子台を示す説明図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。 モータに備えられた端子金具に導線を接合する方法を示す説明図で、（ａ）は折返し片と対向面との間に導線を配置する状態を示す側面図、（ｂ）は折返し片と対向面とで導線を挟持したとき、セレーションで端子金具と導線とを電気的に接合する状態を示す側面図、（ｃ）は折返し片の先端側を対向面に当接する状態を示す側面図である。 導線を接合した端子金具を端子台に挿入した状態を示す説明図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。本発明によるモータとして、巻線と回路基板とを電気的に接続する端子金具を備えたモータを例に挙げて説明する。なお、本実施形態による端子金具を備えたモータとして、インナーロータ構造を有するラジアルギャップ型モータを説明するが、アキシャルギャップ型モータに適用してもよい。

図１に示すように、本実施形態による端子金具を備えたモータＭは、円筒形状のステータ１と、ステータ１の内径側に配置されたロータ２と、ステータ１の一端側に間隔をもって取付けた回路基板４と、ステータ１とロータ２と回路基板４などを覆ったブラケット５とを備えている。

ステータ１は、ステータコア１Ａと、ステータコア１Ａの周囲に合成樹脂で形成されたインシュレータ７と、インシュレータ７に巻回された導線６とを備えている。インシュレータ７の回路基板４に対向する基部７Ａ（図２参照）には、回路基板４を支持する基板支持部８が形成されている。導線６は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の単線からなる芯線と芯線の外周を覆う被膜からなっている。

ロータ２は、中心に回転軸２Ｂを有し、回転軸２Ｂの外周にロータコア２Ａを備えている。ロータコア２Ａの外周には、永久磁石が貼り付けられている。ロータ２は、導線６に通電することにより発生する回転磁界の磁力を永久磁石が受けることで回転する。なお、ロータ２は、ロータコア２Ａの内側に永久磁石を埋設したものでもよい。

回路基板４は、インシュレータ７の対向面とは反対側の表面に、通電により発熱する電子部品３が実装されている。電子部品３は、ステータ１に備えられた導線６に流す電流を制御するものである。電子部品３とブラケット５との間には、放熱シート９、アルミブロック１０およびシリコン１１が順に配置されている。通電により電子部品３で発生した熱は、放熱シート９、アルミブロック１０、シリコン１１を伝わって、ブラケット５から外部に放熱される。

図２に示すように、モータＭは、インシュレータ７と回路基板４との間に取付けられ、導線６（図示を省略。）が接合される端子金具１２を備えている。インシュレータ７の回路基板４に対向する基部７Ａには、端子金具１２が挿入される端子台１３が形成されている。回路基板４には、基板支持部８の先端が挿入される基板支持部用孔２０と、端子金具１２が挿入される端子用孔２１が形成されている。

回路基板４は、基板支持部８の先端を基板支持部用孔２０に挿入することでインシュレータ７に支持される。また、回路基板４は、端子金具１２の一端を端子用孔２１に挿入し回路基板４上の配線パターンと半田付けすることで端子金具１２を通じて導線６と電気的に接続される。端子金具１２は、端子金具１２の他端を端子台１３に挿入することでインシュレータ７に保持される。

次に、本発明の特徴である端子金具１２について図３を用いて説明する。図３（ａ）乃至図３（ｃ）に示すように、端子金具１２は、例えば、黄銅の板材にスズメッキを施した金属板材からなっている。端子金具１２は、一端に端子用孔２１に挿入され回路基板と電気的に接続される接続部１４と、他端に端子台１３に挿入する挿入部１５と、挿入部１５の一端寄り近傍に端子台１３に挿入部１５を保持させるための一対の突出片１６と、接続部１４と挿入部１５との間（端子金具１２の中央部）を切起こして挿入部１５に向けて折返した折返し片１７と、折返し片１７と対向する対向面１８とを備えている。この端子金具１２は、図１に示すインシュレータ７に巻回された導線６の引出部を折返し片１７と対向面１８とで挟持する。

折返し片１７と対向面１８には、導線６の引出部を挟持したとき、導線６の引出部と電気的に接合するための第１セレーション１７０と第１セレーション１７０に対向する第２セレーション１８０とが設けられている。第１セレーション１７０と第２セレーション１８０は、折返し片１７と対向面１８の根元側にそれぞれ複数設けられ、導線６の引出部を挟んで、互いに向かい合わないように、互い違いに配置されている。

第１セレーション１７０と第２セレーション１８０は、図示を省略した治具を用いて図３（ｃ）に示す矢印Ａの方向から打ち出し成形を行い、凸部とその間に凹部を交互に形成したものである。また、第１セレーション１７０と第２セレーション１８０は、導線６の引出部を挟持したとき、導線６の長さ方向に交差する方向に延びるように形成されている。なお、第１セレーション１７０または第２セレーション１８０のみを設けるようにした折返し片１７と対向面１８であってもよい。

次に、端子金具１２が挿入される本発明の特徴である端子台１３について図４を用いて説明する。図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、端子台１３は、全体が端子金具１２の形状に合わせた直方体形状になっている。端子台１３は、端子金具１２が挿入される挿入穴１３０を備え、挿入穴１３０は、端子金具１２に備えられた挿入部１５を挿入するための第１挿入穴１３０１と、端子金具１２に備えられた折返し片１７の先端側を挿入するための第２挿入穴１３０２とを有している。第１挿入穴１３０１は、挿入部１５に向けて折返し片１７が折返されている関係から、第２挿入穴１３０２よりも深く大きな穴に形成されている。第２挿入穴１３０２は、第１挿入穴１３０１に繋がるように形成されている。

以上説明してきた構造からなる端子金具１２に導線６を接合する接合方法について図５を用いて説明する。最初に、図５（ａ）に示すように、折返し片１７と対向面１８との間、すなわち、第１セレーション１７０と第２セレーション１８０との間に導線６の引出部６Ａを配置する。このとき、導線６の長さ方向が第１セレーション１７０と第２セレーション１８０と交差する方向になるように配置する。

次に、図５（ｂ）に示すように、導線６の引出部６Ａを折返し片１７と対向面１８とで挟持し、端子金具１２と導線６とを電気的に接合する。このとき、折返し片１７の先端側が対向面１８に当接するように、折返し片１７の根元側をかしめる。この結果、第１セレーション１７０と第２セレーション１８０は、導線６の被膜を破り、導線６の芯線と電気的に接合される。

最後に、図５（ｃ）に示すように、折返し片１７の先端部１７１が対向面１８と当接した状態になるように折返し片１７の先端側をかしめる。以上説明してきた接合方法により、導線６が端子金具１２に接合される。

この後、導線６が接合された端子金具１２は、モータＭとして組立てるため、端子金具１２の挿入部１５とともに折返し片１７の先端側がインシュレータ７の端子台１３に挿入されて端子金具１２が保持されるとともに、端子金具１２の接続部１４が回路基板４の端子用孔２１に挿入されて回路基板４上の配線パターンに半田付けされる。

ここで、導線６が接合された端子金具１２が端子台１３に挿入された状態について図６を用いて説明する。図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、端子金具１２に備えられた挿入部１５が第１挿入穴１３０１に挿入されるとともに、対向面１８と当接した状態の折返し片１７の先端側が第２挿入穴１３０２に挿入されている。挿入部１５は、突出片１６により第１挿入穴１３０１の壁面を押圧しているため、第１挿入穴１３０１内に保持される。第１挿入穴１３０１内に挿入部１５が保持されることにより、折返し片１７の先端側も第２挿入穴１３０２に留まり、第１挿入穴１３０１と第２挿入穴１３０２の壁面間で、折返し片１７の先端側が挿入部１５とともに金属板材に当接した状態に保持される。

なお、端子金具１２は、必ずしも、折返し片１７の先端側が対向面１８と当接した状態で端子台１３に挿入されていなくてもよく、折返し片１７の先端側と対向面１８との間に多少の隙間があっても、折返し片１７と対向面１８とで導線６の引出部６Ａを挟持した状態が保持されていればよい。

以上説明してきた本発明のモータＭによれば、インシュレータ７には、端子金具１２が挿入される端子台１３を備えている。端子金具１２は、金属板材からなり、一端に回路基板４と電気的に接続される接続部１４と、他端に端子台１３に挿入する挿入部１５と、接続部１４と挿入部１５との間を切起こして挿入部１５に向けて折返した折返し片１７と、折返し片１７と対向する対向面１８とを備えている。

端子金具１２に備えられた折返し片１７と対向面１８には、インシュレータ７に巻回された導線６の引出部６Ａを折返し片１７と対向面１８とで挟持したとき、引出部６Ａと電気的に接合するための第１セレーション１７０と第２セレーション１８０を有している。引出部６Ａを折返し片１７と対向面１８とで挟持した状態で挿入部１５と折返し片１７の先端側とを端子台１３に挿入するようにした。

本発明では、第１セレーション１７０と第２セレーション１８０により導線６を挟持して導線６の被膜を破り、導線６の芯線と電気的に接合させ、端子台１３へ挿入部１５とともに折返し片１７の先端側を挿入することにより、折返し片１７を金属板材に当接した状態に保持させる。このため、従来の端子金具のように、折返し片と対向面との間に所定の電圧を印加して導線と端子金具とを溶着する工程が不要になる。従って、端子金具１２に接合される導線６として、銅に比べて融点の低いアルミニウムなどの芯線を備えたものであっても、導線６が溶けて断線するおそれを防ぐことができる。また、端子金具１２では、特許文献１のようなＦクリンプ形状の圧着構造を用いることなく、挿入部１５とともに折返し片１７の先端側を端子台１３へ挿入し、折返し片１７の先端側を金属板材に当接した状態で保持することで、導線６との接合部分のスプリングバックを防ぐことができる。

また、本発明の端子金具１２では、折返し片１７の第１セレーション１７０と対向面１８の第２セレーション１８０が、導線６の引出部６Ａを挟んで、互いに向かい合わないように、互い違いに配置されている。この結果、第１セレーション１７０と第２セレーション１８０により、端子金具１２と導線６との接触面積が増え、導線６の電気的な接合性を向上することができる。また、第１セレーション１７０と第２セレーション１８０が導線６の一カ所に集中して挟持されないため、導線６が断線するおそれを小さくすることができる。

なお、本実施形態による端子金具１２では、第１セレーション１７０と第２セレーション１８０が、導線６の引出部６Ａを挟んで、互いに向かい合わないように、互い違いに配置されているが、本発明はこれに限らず、第１セレーション１７０と第２セレーション１８０が、導線６の引出部６Ａを挟んで、互いに向かい合うように配置してもよい。

Ｍ モータ
１ ステータ
１Ａ ステータコア
２ ロータ
２Ａ ロータコア
２Ｂ 回転軸
３ 電子部品
４ 回路基板
５ ブラケット
６ 導線
６Ａ 引出部
７ インシュレータ
７Ａ 基部
８ 基板支持部
９ 放熱シート
１０ アルミブロック
１１ シリコン
１２ 端子金具
１３ 端子台
１３０ 挿入穴
１３０１ 第１挿入穴
１３０２ 第２挿入穴
１４ 接続部
１５ 挿入部
１６ 突出片
１７ 折返し片
１７０ 第１セレーション
１７１ 先端部
１８ 対向面
１８０ 第２セレーション
２０ 基板支持部用孔
２１ 端子用孔

Claims (1)

1. ステータコアにインシュレータを介して導線が巻回されたステータと、前記ステータと回転可能な状態で対向して配置したロータと、前記インシュレータに間隔をもって取付けた回路基板と、前記インシュレータと前記回路基板との間に取付けられ、前記導線と前記回路基板とを電気的に接続した端子金具とを備えたモータであって、
   前記インシュレータには、前記端子金具が挿入される端子台を備え、
   前記端子金具は、金属板材からなり、一端に前記回路基板と電気的に接続される接続部と、他端に前記端子台に挿入する挿入部と、前記接続部と前記挿入部との間を切起こした箇所が前記挿入部に向けて折返された折返し片と、前記折返し片と対向する対向面とを備え、
   前記折返し片または前記対向面の少なくとも一方には、前記インシュレータに巻回された前記導線の引出部を前記折返し片と前記対向面とで挟持したとき、前記引出部と電気的に接合するためのセレーションを有し、
   前記引出部を前記折返し片と前記対向面とで挟持した挟持部を備え、
   前記挿入部と前記折返し片の先端側とが前記端子台に挿入された、
   ことを特徴とするモータ。

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