JP6444929B2 - 巻線を圧接結線して構成される配線基板を備える電動機 - Google Patents

Description

本発明は、配線基板を備える電動機に関する。

電動機において、配線基板を用いてステータ側の巻線と回路基板の結線を行う技術が従来から知られている。
例えば、特許文献１には、回路基板に形成されるターミナルを巻線に導通させたターミナルに圧接させることにより、回路基板と巻線を結線させる構成が開示されている。また、特許文献２には、動力線コネクタを一体に設けた基板本体とステータコアをボルトで接合することにより、ステータコアがアースピンに電気的に接続され、結線が行われる構成が開示されている。

特開２００３−８８０７７号公報 特開平１１−２８９７０２号公報

しかしながら、回路基板とステータから引き出した巻線の端部の結線は、はんだ付け作業で行っていたため、結線作業に時間がかかっていた。また、はんだ付けは、複雑な作業となるため自動化が難しかった。このように、従来のステータ側の巻線と回路基板の端子の結線作業には、作業の単純化、自動化の適用という観点で改善の余地があった。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、作業を単純化でき、自動化に適した配線基板を備える電動機を提供することを目的とする。

（１）本発明に係る配線基板（例えば、後述する配線基板５）を備える電動機（例えば、後述する電動機１００）は、複数の巻線（例えば、後述するコイル４）が巻き回されるステータ（例えば、後述するステータ１）に取り付けられる電動機の配線基板であって、複数の前記巻線の端部（例えば、後述する端部４１）をそれぞれ整線した状態で収容する整線部材（例えば、後述する整線部材７）と、前記整線部材の前記巻線が収容される位置に対応して設けられる複数の端子を有する回路基板（例えば、後述する回路基板８）と、を備え、前記回路基板が前記整線部材に取り付けられることにより、前記巻線の端部が前記端子に圧接され、前記巻線と前記端子がそれぞれ結線される配線基板を備える電動機である。

（２） （１）の発明において、前記整線部材は、放射状に延びる複数の溝部（例えば、後述する溝部７１）を有し、前記巻線の端部を前記溝部の内側に配置することによって複数の前記巻線がそれぞれ整線されてもよい。

（３） （２）の発明において、前記整線部材は、前記溝部に連通し、前記端子を収容可能に形成された凹状の端子収容部（例えば、後述する端子収容部７３）を有してもよい。

（４） （１）から（３）の発明において、前記配線基板は、前記複数の端子に電気的に接続されるコネクタ（例えば、後述する動力線コネクタ６）を備えてもよい。

本発明によれば、作業を単純化でき、自動化に適した配線基板を備える電動機を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る配線基板を備えるステータを示す斜視図である。 本実施形態のステータの分解斜視図である。 本実施形態に係る配線基板の設置動作を説明するための図である。 本実施形態に係る配線基板の設置動作を説明するための図である。 本実施形態に係る配線基板の設置動作を説明するための図である。 本実施形態に係る配線基板の設置動作を説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下の説明においては、ステータコアに対して配線基板が設置される方向を上下方向として説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る配線基板５を備えるステータ１を示す斜視図である。図２は、本実施形態のステータ１の分解斜視図である。
図１及び図２に示すステータ１は、電動機１００を構成するものである。

本実施形態のステータ１は、ステータコア３と、コイル（巻線）４と、配線基板５と、動力線コネクタ（コネクタ）６と、を含んで構成される。

ステータコア３は、電動機１００の中心部に円形状の孔部を有する複数枚の鋼板が積層されて構成される。本実施形態のステータコア３は、孔部の周囲に径方向の外側に突出する複数のティース部３１を備える。複数のティース部３１は、周方向で等間隔に配置されており、隣り合うティース部３１の間には、上下方向に連通するスロット３２が形成される。ステータコア３の各ティース部３１には、コイル４が形成される。

ステータコア３の円形状の孔部の内側には不図示のロータが回転自在に配置される。ステータコア３の上方には、配線基板５及び動力線コネクタ６が配置され、動力線コネクタ６よりコイル４に電力が供給されることで、このロータが回転する。

コイル４は、ステータコア３のスロット３２を通し導線を各ティース部３１に所定回数巻き回すことにより形成される。コイル４の一側の端部４１は、ステータコア３の上方に向かって延びるように配置される。また、コイル４の他側の端部（不図示）は、ステータコア３の下方において、円周上所定の間隔をおいて配置される別のコイル４の他側の端部に結線される。これにより、複数のコイル４のうち、所定のコイル４同士の間で通電が行われる。また、巻き回されたコイル４の端部４１以外は、絶縁体が被覆された状態となっている。

配線基板５は、コイル４の端部４１をその一部に嵌め込むようにして、ステータコア３上に配置される。配線基板５は、各端部４１の整線を行うと共に、各端部４１に電力を供給するように接続される。

本実施形態の配線基板５は、整線部材７と、回路基板８と、を含んで構成される。また、配線基板５の外周側には、動力線コネクタ６が取り付けられる。

整線部材７は、その中心に円形の貫通孔が形成され、リング状に構成される。整線部材７の貫通孔の周囲の外周部の上面には、上下方向に所定の厚みを有し、放射状に延びる複数の溝部７１が等間隔に形成される。

また、整線部材７は、該溝部７１の内周側において、端部４１の根元の嵌め込みが可能な切欠き部７２が形成されると共に、溝部７１の外周側において、後述する回路基板８の端子８１が収容可能な端子収容部７３が形成される。

また、整線部材７の外周には、動力線コネクタ６の一部を嵌めこみ可能なコネクタ設置部７４が設けられる。

整線部材７は、上方に向けて延びるコイル４の端部４１の根元を整線部材７の切欠き部７２に嵌めこむようにして、ステータコア３上に配置される。整線部材７は、コイル４の端部４１を溝部７１の内側に位置させることにより、端部４１を放射状に整線する。整線部材７は、端子収容部７３の内側に回路基板８の端子８１が収容されることにより、上記溝部７１に連通した状態の端部４１と該端子８１の結線が行われる。

回路基板８は、整線部材７の上方に配置される。回路基板８は、中心に円形の貫通孔が形成されるリング状に構成される。回路基板８の下面には、端部４１に対応した数の端子８１が円周方向に等間隔に配置される。

回路基板８は、端子８１を端子収容部７３に収容することにより、端子８１と端部４１を電気的に接続させる。また、回路基板８の端子８１には、後述する動力線コネクタ６から延びる導線６３が接続されることにより、この端子８１からコイル４に電力が供給される。

端子８１の下面には、整線部材７の溝部７１に収容された状態の端部４１を嵌めこみ可能な嵌合凹部８２が設けられている。嵌合凹部８２にコイル４の端部が嵌め込まれることにより、回路基板８の端子８１とコイル４の端部４１が確実に結線される。

動力線コネクタ（コネクタ）６は、回路基板８の下面において、整線部材７に嵌め込み可能に設けられる。本実施形態の動力線コネクタ６の外側面には、動力線を接続するための３つの入力部６１と、アースと接続するためのアース部６２が設けられる。また、動力線コネクタ６の内側面には、導線６３が備えられ、該導線６３は、各端子８１に電気的に接続される。３つの入力部６１には、それぞれ三相電源交流装置からの交流電流を供給する動力線が接続される。

以上の各構成を備えるステータ１の製造工程について、図３〜図６を参照して以下に説明する。図３〜図６は、本実施形態に係る配線基板５の設置動作を説明するための図である。

先ず、図３に示すように、ティース部３１にコイル４を巻き回すと共に、端部４１を上方に向けた状態のステータコア３に上方から整線部材７を取り付ける。整線部材７がステータコア３に取り付けられることにより、整線部材７の切欠き部７２に端部４１の根元が嵌め合わされた状態となる。

続いて、図４に示すように、切欠き部７２を支点にして、各コイル４の端部４１を外周側に向けて折り曲げる。これにより、整線部材７の溝部７１の内側に各端部４１が収容され、端部４１は放射状に整線される。

続いて、図５に示すように、整線部材７のコネクタ設置部７４に、動力線コネクタ６を嵌めこむようにして、整線部材７の上方から回路基板８を設置する。これにより、回路基板８の下方に設置された端子８１は、各端子収容部７３に収容されると共に、端子８１の嵌合凹部８２は、それぞれの端部４１に圧接される。この圧接により、端子８１と、コイル４とが結線する。上述のようにして、ステータコア３のコイル４に配線基板５を取り付けることにより、配線が行われる。

そして、このステータ１の内側に、不図示のロータを配置することで、電動機１００が製造される。

本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
（１）本実施形態の配線基板５を備える電動機１００によれば、複数のコイル４の端部４１をそれぞれ整線した状態で収容する整線部材７と、整線部材７のコイル４が収容される位置に対応して設けられる複数の端子８１を有する回路基板８と、を備える構成にした。回路基板８が整線部材７に取り付けられることにより、コイル４の端部４１が端子８１に圧接され、コイル４と端子８１がそれぞれ結線される。

このような、配線基板５では、先ず、各コイル４の端部４１は、整線部材７の溝部７１に収容される。その後、各端部４１に、各端子収容部７３を収容させることで、複数の端子８１は端部４１に圧接される。より詳細には、端子８１の嵌合凹部８２が、端部４１と結線される。
これにより、本実施形態の配線基板５を備える電動機１００によれば、コイル４への配線は、ステータコア３上への整線部材７の設置作業と、端部４１の溝部７１への収容作業と、収容後の整線部材７に回路基板８を設置する作業のみによって行われる。その結果、従来のように手間のかかるはんだ付け作業は不要となり、複数のコイル４を一括で回路基板８の端子８１に結線することができ、配線に係る作業は単純化でき、作業時間を効果的に短縮できる。また、本実施形態の構成によれば、従来の構成のような被覆除去を省略することもでき、より好適に配線作業を行うことができる。このように、自動化に適した配線基板５を備える電動機１００を提供することができる。

（２）整線部材７は放射状に延びる複数の溝部７１を有し、コイル４の端部４１を溝部７１の内側に配置することによって複数のコイル４がそれぞれ整線される（１）の配線基板５を備える電動機１００。

上記（２）の配線基板５を備える電動機１００では、上記（１）の配線基板５において、特に、溝部７１が放射状に延びることにより、端部４１同士の接触が生じず、端部４１同士の短絡を防ぐことができる。その結果、端部４１の絶縁処理等が不要となり、配線工程に係る作業数を削減することができる。従って、配線工程が単純なものとなり、より自動化に適した配線基板５を備える電動機１００を提供することができる。

（３）整線部材７は、溝部７１に連通し、端子８１を収容可能に形成された凹状の端子収容部７３を有する（２）の配線基板５を備える電動機１００。

上記（３）の配線基板５を備える電動機１００では、上記（２）の配線基板５において、特に、複数の端子８１は端子収容部７３でそれぞれコイル４の端部４１と結線される。
これにより、一度の圧接により、複数のコイル４の端部４１と、回路基板８の端子８１とを確実に結線できる。コイル４の端部４１と端子８１の位置合わせにかかる時間を短縮することができ、より一層作業時間を短縮できる。

（４）配線基板５は、複数の端子８１に電気的に接続される動力線コネクタ６を備える（１）から（３）の配線基板５を備える電動機１００。

上記（４）の配線基板５を備える電動機１００では、上記（１）から（３）の配線基板５において、特に、動力線コネクタ６が予め複数の端子８１に接続された状態となり、人の手により動力線コネクタ６を接続させる必要がない。従って、配線工程が単純なものとなり、より自動化に適した配線基板５を備える電動機１００を提供することができる。

なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
例えば、ステータコア３から上方に延びるコイル４の端部４１は、ステータコア３の内周側に配置させるようにしたが、外周側に配置するようにしても良い。外周側に配置させる場合は、コイル４の端部４１をステータコア３の半径方向外周側から内周側に向かって、コイル４の端部４１を折り曲げることにより整線部材７の溝部７１に収容させることができる。

１…ステータ
３…ステータコア
３１…ティース部
４…コイル（巻線）
４１…端部
５…配線基板
６…動力線コネクタ（コネクタ）
７…整線部材
７１…溝部
７３…端子収容部
８…回路基板
８１…端子
１００…電動機

Claims (3)

1. 複数の巻線が巻き回されるステータに取り付けられる電動機の配線基板であって、
   複数の前記巻線の端部をそれぞれ整線した状態で収容する整線部材と、
   前記整線部材の前記巻線が収容される位置に対応して設けられる複数の端子を有する回路基板と、を備え、
   前記整線部材は、
   放射状に延びる複数の溝部と、
   前記溝部に連通し、前記端子を収容可能に形成された凹状の端子収容部と、を有し、
   前記溝部は、前記ステータコアに対して前記配線基板が配置される方向に所定の厚みを有し、前記巻線の端部を前記溝部の内側に配置することによって複数の前記巻線がそれぞれ整線され、
   前記配線基板が配置される方向に前記回路基板が前記整線部材に取り付けられることにより、前記巻線の端部が前記端子に圧接され、前記巻線と前記端子がそれぞれ結線される配線基板を備える電動機。
2. 前記回路基板には、前記端子が円周方向に配置される請求項１に記載の配線基板を備える電動機。
3. 前記配線基板は、前記複数の端子に電気的に接続されるコネクタを備える請求項１又は２に記載の配線基板を備える電動機。

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