JPH0548561U - 回転電機のステータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ターミナル等の部品を用いることなく巻線およ
び結線を可能にして薄型化を図ると共に、巻線工程から
結線工程に至るまでの工程数を削減し、半田付け工程の
自動化を図ってコストダウンを可能にした回転電機のス
テータを提供する。 【構成】放射状に突出する複数の突極からなるステータ
コア１３の中心部に装着された絶縁性のコアホルダー１
３１と、上記突極に巻回された巻線１５とを有してな
り、巻線１５の巻始め端及び巻終り端が基板１１の半田
付けランドに接続された回転電機のステータにおいて、
コアホルダー１３１のスリット部に巻線１５の巻始め端
及び巻終り端が接続される導電性プレート１３３ｈが配
設され、導電性プレート１３３ｈが半田付けランドに半
田付けされている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、コア付きの回転電機のステータに関するもので、特に、突極に対し て巻回した巻線の端部処理構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般の回転電機においては、ステータコアの各突極に対し、ノズル方式の巻線 機を用いて巻線を整列的に巻回すことが行われている。各巻線の巻始め端および 巻終り端は、他の巻線の端部あるいは外部回路と接続する必要があることから、 巻線機を用いた巻線作業の途中の段階で、端部処理に各種の工夫が凝らされてい る。図２１ないし図２３は、回転電機のステータにおいて従来行われている巻線 端部処理の各種の例を示す。

【０００３】 図２１に示す例は、コア組１の内周部に円環状のホルダー２を組付け、ホルダ ー２には複数のターミナル３，３，・・・を立てておき、巻線を行うに当たって は、巻線４の巻始め端および巻終わり端を上記各ターミナル３に挾み込み、ヒュ ージングによって巻線４の端部同志を導通結合してコア巻線組を構成したもので ある。このコア巻線組を基板５上に取付ける際には、基板５上の半田付けランド ６にクリーム半田等を予め塗布し、上記ターミナル３を半田付けランド６に位置 合わせし、この状態でリフロー炉に投入し、半田付けを行う。

【０００４】 図２２に示す例は、コア組４１の内周部に組付けた円環状のホルダー４２にこ れを厚さ方向に貫通して複数のターミナル４３を立て、巻線機による突極への巻 線と、コア組４１の一面側に突出したターミナル４３への巻線４４の端部の絡げ とを交互に行い、さらに、巻線４４の端部をターミナル４３に半田付けによって 固定してコア巻線組を構成したものである。このコア巻線組を基板４５上に取付 ける際には、基板４５上の半田付けランド４６にクリーム半田等を予め塗布し、 コア組４１の他面側に突出したターミナル４３を半田付けランド４６に位置合わ せし、この状態でリフロー炉に投入し、半田付けを行う。

【０００５】 図２３に示す例は、複数のフック５３を有するホルダー５２をコア組５１の内 周部に組付け、上記フック５３に線材を引っ掛けて引き回しながらコア組５１の 各突極に巻線５５を施し、フック５３間の渡り線を接着してコア巻線組を構成し たものである。このコア巻線組を基板４５上に取付ける際には、符号５４で示す ように、フック５３間の渡り線の一部を基板５７上の半田付けランド５８に半田 付けし、さらに、符号５６で示すように特定のフック５３間の渡り線、すなわち 図示の例ではＶ相とＷ相との間の渡り線を切断し除去する。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

図２１および図２２に示す回転電機のステータによれば、ホルダーからターミ ナルを突出させているため、コア巻線組の積み上げ寸法が増大し、回転電機を薄 型化する上での支障となっている。

【０００７】 また、図２３に示す回転電機のステータによれば、巻線後にフック間の渡り線 の被覆を剥離して半田付けする必要があり、かつ、上記渡り線が基板から浮いて いてリフロー半田付けができないことから、組立工程の自動化が困難であるとい う難点がある。

【０００８】 本考案は、このような問題点を解消するためになされたもので、ターミナル等 の部品を用いることなく巻線および結線を可能にして回転電機の薄型化を図ると 共に、巻線工程から結線工程に至るまでの工程数を削減し、かつ、半田付け工程 の自動化を図ってコストダウンを可能にした回転電機のステータを提供すること を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために本考案は、複数の突極を有するステータコアの中心 部に装着された絶縁性のコアホルダーと、突極に巻回された巻線とを有し、巻線 の巻始め端及び巻終り端が基板の半田付けランドに接続された回転電機のステー タにおいて、コアホルダーのスリット部に巻線の巻始め端及び巻終り端を接続す る導電性プレートを配設し、導電性プレートを半田付けランドに半田付けした。

【００１０】

【作用】

コアホルダーのスリット部に配設された導電性プレートの介在のもとに巻線の 巻始め端及び巻終り端が基板の半田付けランドに接続される。導電性プレートは コアホルダーのスリット部に配設されるため、コアホルダーの表面から突出する ことはない。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案にかかる回転電機のステータの実施例について図面を参照しなが ら説明する。まず、本考案にかかる回転電機のステータを適用したスピンドルモ ータの例について説明する。図１７において、鉄板回路基板１１には軸受ホルダ ー１２が取付けられており、軸受ホルダー１２の外周部に設けられた鍔部１２ａ には後で詳細に説明するステータコア１３がビス１４により取付けられている。 ステータコア１３は、コア材を積層して表面に絶縁塗装を施したものであり、図 ２に示すような、絶縁樹脂製の円環状部材からなるコアホルダー１３１が中心部 分に装着されている。ステータコア１３の中心部からは複数個（図示の例では１ ８個）の突極１３２が放射状に突出している。各突極１３２は、隣接する３個で 一つのブロックを形成しており、第１ブロックから第６ブロックまでの計６ブロ ックが設けられている。そして、３系統の巻線１５が後述する方法によって巻回 されている。

【００１２】 図１７において、軸受ホルダー１２の中心の中空円筒部の内部には、一対のボ ールベアリング１６，１６を介して回転軸１７が支承されている。回転軸１７の 図において上端側である出力側には、円板状のスピンドルハブ１８が固着され、 回転軸１７の図において下端側には、皿状のロータケース１９がビス２１によっ て固着されている。ロータケース１９の外周壁１９ａの内周面にはリング状のマ グネット２２が配置され、マグネット２２の内周面がステータコア１３の外周面 に間隙をおいて対向している。

【００１３】 次に、上記スピンドルモータに適用されるステータの構成および組立て順を詳 細に説明する。図１ないし図４に示すように、上記ステータコア１３の内周側に 固定されたコアホルダー１３１には、半径方向に切り欠かれてなるスリット部１ ３３が、第１ブロックないし第６ブロックの各突極に対応して設けられている。 各スリット部１３３は巻線１５の巻始め端及び巻終り端を収容するものであり、 図４に示すように、凹溝１３３ｆの底部には固定溝部１３３ｂが形成されると共 に、凹溝１３３ｆは互いに向きあうように突出して形成された仕切壁１３３ｇに よってコアホルダー１３１の外周側と内周側に区分されている。また、固定溝部 １３３ｂからはコアホルダー１３１の内周寄りの位置においてコアホルダー１３ １の厚さ方向に丸孔１３３ｃが形成されている。コアホルダー１３１は耐熱性の 樹脂等で作られている。

【００１４】 上記凹溝１３３ｆは、内部に半田材を受け入れるための空間を有し、後述する ように基板の半田付けランドに対応する位置に配置されている。上記固定溝部１ ３３ｂの深さは巻線１５の線径より０．１〜０．２ｍｍ程度深く設定され、固定 溝部１３３ｂに固定される巻線端部と上記凹溝１３３ｆの底面との間に巻線１５ の線径より小さい隙間が形成されるようになっている。固定溝部１３３ｂの幅は 巻線１５の線径と略同一幅に形成され、コアホルダー１３１の外周側においてテ ーパー状に開放している。巻線１５の端部はスリット部１３３に挿入される部分 の被覆が剥離されて裸線になっている。スリット部１３３に挿入された巻線１５ の端部は、所定の寸法に切断されると共に、凹溝１３３ｆのコアホルダー１３１ の外周側の部分がパンチ等による押圧力によってコアホルダー１３１内に埋め込 まれている。凹溝１３３ｆのコアホルダー１３１の内周側の部分には固定溝部１ ３３ｂに挿入された巻線１５の端部をまたぐようにして導電性プレート１３３ｈ が配設されている。導電性プレート１３３ｈは巻線１５の端部が接続されると共 に、後述のように半田付けランド半田付けされる。

【００１５】 このようなコア組を用いて各突極１３２に巻線１５を巻回す手順を説明する。 まず、図８に示すように、３体の巻線ノズル３１のそれぞれから引き出されてい る３相の巻線１５のクロスポイントをコア１３の中心に設定し、このクロスポイ ントをグリッパー３２でホールドし、上記３体の巻線ノズル３１をコア１３の上 側の第１ブロック位置に配置する。そして、図９に示すように、巻線ノズル３１ をコア１３の下側に向かって降ろし、コアホルダー１３１のスリット部１３３の 固定溝部１３３ｂ内に裸の線材を位置決めする。ついでパンチ３３を降ろして線 材を圧入しながらスリット部１３３をつぶし、線材をスリット部１３３に固定す る。図６に平行斜線を付した部分がパンチ３３によってつぶした部分である。

【００１６】 次に、図１０に示すように、グリッパー３２によるホールド状態およびパンチ ３３の下降状態をそのまま維持しつつ第１ブロックの各突極１３２に対して線材 を巻回し、巻線１５を形成する。巻線が終了したらカッター３４を下降させて巻 線の巻始め端を定寸で切断した後、パンチ３３およびカッター３４を上昇させる 。以後同様の操作を繰り返して第２ブロックから第５ブロックにかけての巻線を 行う。

【００１７】 図１０に示すように、巻線ノズル３１の後方には被覆剥離装置３５が配置され ている。図示されない巻線機内のボビンから巻線ノズル３１に向けて線材が引き 出されていき、図１５に示すように第６ブロックの巻終り端のタップ部と、次の コア１３に対する巻始め端のタップ部分の線材の被覆を被覆剥離装置３５により 剥離し、第６ブロックの各突極１３２に対する巻線を行う。

【００１８】 第６ブロックに対する巻線を終了すると、図１１に示すように、３体の巻線ノ ズル３１をコア１３の上側に停止させ、コア全体を図１２において左右方向に回 転させて図１２に示す状態とし、さらに、３本のノズル３１をコア１３の下側へ 移動させる。これによって３相分の線材は図１３に示すように放射状にクロスさ れる。この状態から図１３に示すように３体の巻線ノズル３１をコア１３の下側 に降ろしてスリット部１３３に裸の線材を位置決めし、ついでパンチ３３を降ろ して線材を圧入しつつスリット部１３３をつぶし、線材を固定する。さらにグリ ッパー３２を下降させて線材のクロスポイントをホールドし、パンチ３３の下降 状態をそのまま維持しつつ、図１４に示すようにカッター３４を下降させて線材 を定寸で切断する。以上が一つのコア組に対する巻線作業手順であり、次のコア 組に対して図８ないし図１４に示した手順を繰り返すことにより、１８極構成の コア１３に対して３相の巻線１５を３極ずつ同時に、かつ、自動的に巻回すこと ができる。

【００１９】 このようにして得られたコア巻線組は、図１６に示すように回路基板１１上に セットされる。基板１１は半田付けランド１１Ｃ，１１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗを有 する。半田付けランド１１Ｃは３相の巻線１５に共通であり、３個のランドが電 気的に一体に結合された形になっている。コア巻線組の第１ブロックに対応する スリット部１３３は基板１１の半田付けランド１１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗに対応す る位置に配置されると共に、第６ブロックに対応するスリット部１３３は基板１ １の共通半田付けランド１１Ｃに対応する位置に配置され、各スリット部１３３ 内の線材がそれぞれに対応する半田付けランドに半田付けされる。

【００２０】 各スリット部１３３内の線材と半田付けランドとの半田付けは次のようにして 行う。巻線が完了したコア巻線組には、図５、図６に示すように、スリット部１ ３３の固定溝部１３３ｂに固定された巻線１５の端部を導電性プレート１３３ｈ で押さえるようにして、凹溝１３３ｆに導電性プレート１３３ｈを配置する。そ して、図７に示すように導電性プレート１３３ｈの上に一つの電極３８を当て、 コアホルダー１３１に形成した丸孔１３３ｃを通して線材１５の端部に今一つの 電極３８を当て、これらの電極３８，３８で導電性プレート１３３ｈ線材１５の 端部とを上下から押さえながら電極３８，３８間に電流を流し、ヒュージングと 称して導電性プレート１３３ｈと巻線１５の端部とを導通加熱して溶接する。こ れによって導電性プレート１３３ｈと巻線１５の端部が電気的に接続される。

【００２１】 一方、図１６に示す基板１１の各半田付けランド１１Ｃ，１１Ｕ，１１Ｖ，１ １Ｗにはあらかじめクリーム半田を塗布しておき、各半田付けランド１１Ｃ，１ １Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗとこれに半田付けすべきスリット部１３３とを位置合わせ してコア巻線組を基板１１に組付け、この状態でリフロー炉に投入し、上記クリ ーム半田を溶かし、線材の半田付けを行う。この半田付け工程終了後のスリット 部１３３の状態を示したのが図１であり、基板１１の半田付けランドにあらかじ め塗布されたクリーム半田３６が溶けて導電性プレート１３３ｈと半田付けラン ドとが半田付けされる。導電性プレート１３３ｈには巻線１５の端部がヒュージ ングにより接続されているので、巻線１５の端部は導電性プレート１３３ｈを介 して半田付けランドに接続されることになる。

【００２２】 以上説明した実施例によれば、コアホルダー１３１に巻線１５の巻始め端及び 巻終り端を固定するためのスリット部１３３を形成すると共に、巻線１５の巻始 め端及び巻終り端が接続される導電性プレート１３３ｈを上記スリット部１３３ に配設し、上記導電性プレート１３３ｈを基板１１の半田付けランド１１Ｃ，１ １Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗに接続したため、従来のコア組から突出したターミナルを 介して巻線を半田付けランドに接続する形式のもののようにターミナルが突出す る分だけ回転電機の厚さ寸法が大きくなるというような問題点が解消され、回転 電機の薄型化を図ることができる。また、巻線１５の巻始め端及び巻終り端をス リット部１３３で固定して各突極に巻線１５を施す工程から、導電性プレート１ ３３ｈに巻線１５の端部を接続する工程を経て、導電性プレート１３３ｈを基板 １１の半田付けランド１１Ｃ，１１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗに接続するまでの工程は 全て自動化することができるため、生産コストの低廉化を図ることもできる。

【００２３】 コアホルダーに形成するスリット部の形状は、巻線の端部を固定でき、導電性 プレートを配設することができ、さらに、この導電性プレートを基板の半田付け ランドに接続することができるものであれば、上記実施例の形状のに限られもの ではない。図１８ないし図２０はその変形例を示す。図１８、図１９に示すよう に、コアホルダー１３５のスリット部１３６は、ホルダー１３５の半径方向に形 成された固定溝１３６ａと、この固定溝１３６ａに続いてホルダー１３５の内周 側が大きく抉られることによって形成された拡開部１３６ｂと、この拡開部１３ ６ｂの底部１３６ｃからホルダー１３５の厚さ方向に貫通して形成された丸孔１ ３６ｄとを有してなる。上記拡開部１３６ｂの底部１３６ｃには導電性プレート １３７が配設され、上記固定溝１３６ａには巻線１５の端部が挿入され固定され る。

【００２４】 図１８、図１９に示す形状のスリット部１３６に対しては、前記実施例と略同 様の手順によって巻線１５の端部が固定される。すなわち、固定溝１３６ａに巻 線１５の端部を挿入した後、パンチでスリット部１３６を押しつぶし、巻線１５ の端部を固定する。次に、一つの電極を巻線１５の端部に、丸孔１３６ｄに挿通 した今一つの電極を導電性プレート１３７にそれぞれ押し当てて両電極間に電流 を流し、ヒュージングによって巻線１５の端部と導電性プレート１３７とを電気 的に接続する。図２０は巻線１５の端部と導電性プレート１３７との接続状態を 示す。さらに、スリット部１３６を基板の所定の半田付けランド上に位置決めし 、リフロー半田付けによって巻線１５の端部と導電性プレート１３７を共に半田 付けランドに半田付けする。なお、コアホルダー１３５は図２０に示す態様から 上下反転した態様で基板上に載せられ、基板の半田付けランドにスリット部が位 置決めされてリフロー半田付けされる。従って、リフロー用の半田によって巻線 １５の端部が包み込まれると共に、導電性プレート１３７と半田付けランドとが リフロー用の半田によって接続される。

【００２５】 以上説明した実施例では、コアが１８極で３相構成になっていたが、コアの極 数および相数は任意である。

【００２６】

【考案の効果】

本考案によれば、コアホルダーに形成したスリット部に巻線の巻始め端及び巻 終り端が接続される導電性プレートを配設し、この導電性プレートを基板の半田 付けランドに半田付けしたため、従来のコア組から突出したターミナルを介して 巻線を半田付けランドに接続する形式のもののようにターミナルが突出する分だ け回転電機の厚さ寸法が大きくなるというような問題点が解消され、回転電機の 薄型化を図ることができる。また、巻線の巻始め端及び巻終り端をスリット部に 固定して各突極に巻線を施すことができ、巻線の巻始め端及び巻終り端を接続し た導電性プレートを基板の半田付けランドに接続すればよいので、巻線工程はも ちろん、巻線端部の半田付けランドへの接続工程まで全て自動化することができ るため、生産コストの低廉化を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案にかかる回転電機のステータの実施例の
要部を示す正面図。

【図２】本考案にかかる回転電機のステータに適用する
コア組の例を示す斜視図。

【図３】同上コア組に巻線を施した例を示す斜視図。

【図４】上記実施例中のスリット部を示す斜視図。

【図５】同上スリット部に巻線の端部を固定した状態を
示す斜視図。

【図６】同上平面図。

【図７】同上スリット部における巻線端部と導電性プレ
ートとの接続工程の例を示す正面図。

【図８】上記実施例における巻線工程中の始めの段階を
示す斜視図。

【図９】同じく巻線工程の次の段階を示す斜視図。

【図１０】同じく巻線工程のさらに次の段階を示す斜視
図。

【図１１】同じく巻線工程のさらに次の段階を示す斜視
図。

【図１２】同じく巻線工程のさらに次の段階を示す斜視
図。

【図１３】同じく巻線工程のさらに次の段階を示す斜視
図。

【図１４】同じく巻線工程のさらに次の段階を示す斜視
図。

【図１５】上記巻線工程を経ることによって形成された
巻線の結線関係を示す回路図。

【図１６】上記巻線工程を経たコア巻線組と基板との接
続関係を示す分解斜視図。

【図１７】上記コア巻線組を用いた回転電機の例を示す
正面断面図。

【図１８】本考案に適用可能なコアホルダーの別の例を
示す要部斜視図。

【図１９】同上コアホルダに巻線の端部を挿入した状態
を示す要部斜視図。

【図２０】同上正面図。

【図２１】従来の回転電機のステータの一例を示す分解
斜視図。

【図２２】従来の回転電機のステータの別の例を示す分
解斜視図。

【図２３】従来の回転電機のステータのさらに別の例を
示す分解斜視図。

【符号の説明】

１１ 基板 １３ ステータコア １３１ コアホルダー １３３ スリット部 １１Ｃ，１１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗ 半田付けランド １３３Ｈ 導電性プレート

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 放射状に突出する複数の突極からなるス
   テータコアの中心部に装着された絶縁性のコアホルダー
   と、上記突極に巻回された巻線とを有してなり、上記巻
   線の巻始め端及び巻終り端が基板の半田付けランドに接
   続された回転電機のステータにおいて、 上記コアホルダーのスリット部には巻線の巻始め端及び
   巻終り端が接続される導電性プレートが配設され、 上記導電性プレートが上記半田付けランドに半田付けさ
   れていることを特徴とする回転電機のステータ。