JPWO2002069477A1 - 回転電機の通電基板 - Google Patents

Abstract

複数に分離すべき一連の通電パターン１２を形成する１枚のプレート板金１０と、このプレート板金１０がインサートされたモールド樹脂２０とからなり、前記通電パターン１２の不要部分をプレス加工で除去することにより、その通電パターンが正規の形状に分離形成された１つの通電基板２１を構成する。

Description

技術分野
この発明は、例えば直流モータや発電機などのステータコイル相互の巻線端末を電気的に接続する回転電機の通電基板に関するものである。
背景技術
従来の回転電機、例えば直流モータでは、各ステータコイルの巻線端末を電気的に接続する結線手段として渡り配線を使用していたが、巻線端末の結線作業の容易化およびステータのモールド成形時における巻線端末結線部の断線防止を図るために、渡り配線に替えてプリント基板やプレス板金単体を使用するようになった。
第１図（ａ）〜（ｃ）は従来の直流モータにおけるステータコイルの巻線パターンが異なったコイル巻装部を示す展開斜視図である。
図において、１は環状のヨーク、２はそのヨーク１の内周面に配置された複数のティース、３はターミナル、４は前記ティース２のそれぞれに巻装されて複数のステータコイルを構成する巻線であり、これらの巻線４の端末部を渡り配線（図示せず）によって各ステータコイルに結線することでステータが構成され、そのステータは樹脂でモールド成形される。
ここで、第１図（ａ），（ｂ）において、ティース２に巻装された巻線４は、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相からなる３相のステータコイルを構成しており、第１図（ｃ）において、ターミナル３は、１つのティース２に対して２つのターミナル３ａ，３ｂを設けた構成となっている。なお、第１図（ａ）において、５はコモンからげである。
従来の回転電機の巻線端末処理部は以上のように構成されているので、各ティース２に巻装された巻線４の端末を渡り配線によって各ステータコイルに結線した状態でのモールド成形時に、その成形圧で前記渡り配線が断線する不具合が多発するという課題があった。また、上述のように各ティース２に巻装された多くの巻線４の端末をそれぞれ渡り配線で各ステータコイルに結線したのでは、その結線作業が面倒で作業性が悪いという課題があった。さらには、自動機でコモン線を形成するために、別ターミナルやコモンからげ等の巻工程が増えるという課題があった。
そこで、従来の回転電機では巻線端末処理を簡素化するための通電手段として、プリント基板や導電性のプレス板金単体を使用するようになっている。
しかし、プリント基板の場合、素子を実装することはできるが、接点用モータブラシのスプリング（板バネ）の溶接が不可能で、自由度に欠けるのみならずコスト高になるなどの課題があった。また、ノイズ対策として、コンデンサや抵抗といったノイズ除去素子を実装するためには、その実装用基板を別部品として組み付けなければならないという課題があった。
一方、プレス板金単体の場合、複雑な通電パターンを構成するためには複数枚の板金が必要となって部品点数が増え、その取り付けも面倒でコスト高になると共に、この種の通電手段として用いるプレス板金は、一般に薄板となっているので、特にその１枚のみを使用する場合には強度上の問題が生じるという課題があった。
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、複雑で且つ電気的に分離すべき複数の配線パターンを１枚のプレート板金で形成できると共に、渡り配線を必要とせずに巻線端末処理を容易に行うことができ、制作が容易で部品点数の減少およびコスト低減が可能な回転電機の通電基板を得ることを目的とする。
また、この発明は、ノイズ除去用素子および接点用ブラシの実装が可能な回転電機の通電基板を得ることを目的とする。
さらに、この発明は、ブラシレス回転電機にも適用可能な回転電機の通電基板を得ることを目的とする。
さらに、この発明は、ステータ側に容易に取り付け固定することが可能な回転電機の通電基板を得ることを目的とする。
さらに、この発明は、ステータコアのティース毎にそれぞれ独立した巻線を施すことが可能な回転電機の通電基板を得ることを目的とする。
発明の開示
この発明に係る回転電機の通電基板は、複数の通電パターンを一連に形成するプレート板金と、このプレート板金がインサートされたモールド樹脂とからなり、それらのプレート板金とモールド樹脂の一体成型品をプレス加工して前記通電パターンの不要部分を打ち抜き除去して正規の通電パターンを形成したものである。
このような構成によれば、１枚のプレート板金によって、本来は電気的に分離するべき通電パターンを、当該パターンの不要部分を含んで１つに連続した１つの通電パターンとして形成し、その１つの通電パターンを樹脂モールドし、それをプレス加工して前記通電パターンの不要部分を打ち抜き除去することで、前記１つの通電パターンが複数に分離された１つの通電パーツを得ることができる。したがって、従来のプレス板金単体のように、例えば複雑な通電パターンの場合に複数枚のプレス板金単体の重ねたり並べたりする必要がなく、１つの通電パーツで複数に分離された通電パターンの機能を発揮させることができると共に、部品点数の減少およびコスト低減を図ることができるという効果がある。
この発明に係る回転電機の通電基板は、接点用ブラシを有する回転電機の通電パターンがプレス板金によって形成されているものである。
このような構成によれば、接点用ブラシを有する直流モータのような回転電機の駆動パーツとして通電基板を適用できるという効果がある。
この発明に係る回転電機の通電基板は、プレス板金にノイズ除去用素子の実装部が設けられているものである。
このような構成によれば、ノイズ除去用素子を別基板を用いずに実装できるという効果がある。
この発明に係る回転電機の通電基板は、プレス板金に接点用ブラシの接合部が設けられているものである。
このような構成によれば、接点用ブラシを容易に取付けることができ、その取付のために別部材を必要としないという効果がある。
この発明に係る回転電機の通電基板は、プレス板金の通電パターンの部分のみ巻線にて渡り線処理を施したものである。
このような構成によれば、１つの通電基板にて接点用ブラシの取付や素子の実装を簡単に施すことができるという効果がある。
この発明に係る回転電機の通電基板は、ブラシレス回転電機を駆動する通電パターンがプレス板金によって形成されているものである。
このような構成によれば、通電基板をブラシレスモータの駆動パーツとしても適用できるという効果がある。
この発明に係る回転電機の通電基板は、プレス板金と、回転動機の巻線が接続している端子とが接合されているものである。
このような構成によれば、回転電機駆動用の通電パーツとして安定した導電性を確保できるという効果がある。
この発明に係る回転電機の通電基板は、ステータ側に組み付けるセンサケースでステータ側に押さえ付けて固定されているものである。
このような構成によれば、センサケースを利用して通電パーツをステータ側に容易に組み付け固定することができるという効果がある。
この発明に係る回転電機の通電基板は、ステータ側に設けた突部を超音波樹脂溶着方式でカシメてステータ側に固定されているものである。
このような構成によれば、通電パーツをステータ側に容易かつ堅固に組み付けることが可能になるという効果がある。
この発明に係る回転電機の通電基板は、ステータの所定位置に組み付けるための位置決め部位を有しているものである。
このような構成によれば、通電パーツをステータの所定位置に容易に組み付けることができるという効果がある。
この発明に係る回転電機の通電基板は、ステータ側に傾き調整可能に組み付け固定されるものである。
このような構成によれば、通電パーツ上にある接点用ブラシの位置やセンサの位置を微調しながら組付けることができるという効果がある。
この発明に係る回転電機の通電基板は、ステータコアの各ティース毎に独立した巻線が施されるものである。
このような構成によれば、巻線作業が簡単に行えて作業性が向上すると共に、例えばブラシモータとブラシレスモータとで巻線方向を替えることなく、通電パーツをブラシモータ用とブラシレスモータ用とに使い分けることで共用できるという効果がある。
発明を実施するための最良の形態
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形態について添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
第２図はこの発明の実施の形態１による回転電機の通電基板（通電パーツ）の通電パターンを構成するプレート板金の平面図である。
同図において、１０は真鍮などの導電材料からなるプレート板金であり、このプレート板金１０はプレス加工によって所定のパターン形状に形成されているもので、詳しくは、略環状の枠状部（成形枠）１１と、この枠状部１１に連なる通電パターン１２および渡り線部１３ならびにコモン線部１４と、ブラシ設置部１５および素子実装部１６とのそれぞれを同一平面上で一連に形成しているものである。また、前記枠状部１１および通電パターン１２ならびに渡り線部１３の所定個所には前記プレス加工によって所定個数の端子片部１７が折曲形成されている。
第３図は第２図中のプレート板金を樹脂でモールド成形して構成された通電基板の平面図であり、同図において、２０は前記プレート板金１０がインサートされたモールド樹脂、２１はそのモールド樹脂２０と前記プレート板金１０とによって構成された通電基板（通電パーツ）である。
すなわち、第２図に示すパターン形状にプレス成形したプレート板金１０を樹脂２０でモールド成形することにより、そのモールド樹脂２０と前記プレート板金１０とによる一体構造の通電基板２１を構成しているものである。
第４図は第３図の通電基板を仕上げ加工した状態の平面図である。
同図において、２２はプレート板金１０で形成された通電パターン１２の切り離し部であり、この切り離し部分２２は、通電基板２１の仕上げ加工としてその通電基板２１をプレス加工することにより、前記通電パターン１２の不要部分が切り離し除去されたパターン切断部となるものである。また、前記通電基板２１の仕上げプレス加工によって第２図に示すプレート板金１０の枠状部１１も切り離し除去されるものである。したがって、通電基板２１の仕上げプレス加工により、第２図に示す通電パターン１２は、その不要部分が除去されて電気的に複数に分離された本来の分離パターン構成となり、また、渡り線部１３にあっても独立したものとなるが、複数に分離された通電パターン１２および渡り線部１３は、既にモールド樹脂２０で一体結合されているため、それぞれがバラバラになるようなことはない。
第５図は第４図の通電基板に部品を実装した状態の平面図である。
同図において、２３はブラシ付勢用の板バネで、プレート板金１０（通電パターン１２）のブラシ設置部１５にスポット溶接等で基端が接合されており、その板バネ２３の先端には接点用のブラシ２４が接合されている。２５はプレート板金１０の素子実装部１６に装着されたノイズ除去用の素子（コンデンサ・抵抗）である。
すなわち、第４図に示すように仕上げ加工された通電基板２１におけるプレート板金１０の所定個所に、ブラシ２４が接合された板バネ２３および複数の素子２５をそれぞれ実装することによって、複数の分離された通電パターン１２および渡り線部１３ならびにコモン線部１４を有する１つの通電パーツとしての通電基板２１が構成される。
第６図は直流モータの概略的な断面図である。
同図において、３０は回転電機の１つである直流モータ、３１はそのモータケース、３２はステータ、３３，３４はステータコイル、３５，３６は１極のステータコイル３３に接続された２つのターミナル、３７はステータ３２内で回転するロータ、３８はロータ３７と一体に回転するコミュテータであり、前記モータケース３１におけるコミュテータ３８側の開口端部に上記構成の通電基板（通電パーツ）２１を組み付け固定することで、その通電基板２１のプレート板金１０によって各ステータコイル間が電気的に接続されたモータ機能を果たすものである。
以上説明した実施の形態１によれば、本来を分離すべき通電パターン１２を一連に形成するプレート板金１０と、このプレート板金１０がインサートされたモールド樹脂２０とからなり、そのプレート板金１０とモールド樹脂２０との一体成型品をプレス加工して前記通電パターン１２の不要部分を切り離すことで、分離された正規形状の通電パターン１２を同一平面上に有する１つの通電パーツ２１を形成するように構成したので、例えば複雑で且つ複数の分離通電パターンを必要とする回転電機に適用する場合であっても、従来のプレス板金単体のように、その複数枚を重ねたり並べたりする必要がなく、１つの通電パーツを回転電機に組み付ければよいので、部品点数の減少およびコスト低減を図ることができるという効果がある。
また、前記プレート板金１０によって渡り線部１３も形成されるので、各ステータコイルの巻線端末処理として従来のように別個の渡り配線を必要とせず、各ステータコイルから立ち上がった巻線端末を通電パーツに接続するだけで巻線端末処理を簡単に行うことができるという効果がある。
さらには、上述のように別個の渡り配線を必要としないため、各ティースのそれぞれに独立した巻線を施すことができ、その巻線を簡単に行うことができるという効果がある。
さらに、直流ブラシモータに適用する前記通電パーツ２１にはブラシ設置部１５および素子実装部１６が設けられているので、先端に接点用ブラシ２４を有する導電性の板バネ２３を前記ブラシ設置部１５に接合し、かつノイズ防止用の素子２５を接合してユニット化しておくことにより、部品点数の減少が図れると共に、モータケース３１への組み付けも簡単に行えるという効果がある。
さらに、前記通電パーツ２１は、１枚のプレート板金１０を所定のパターン形状にプレス加工した後に樹脂でモールド成形し、それを仕上げプレス加工するだけで簡単に製作できるという効果がある。
実施の形態２．
第７図（ａ）〜（ｃ）はこの発明に実施の形態２による回転電機（ブラシモータ）の通電基板の成形過程を示す説明図であり、第２図から第５図と同一または相当部分には同一符号を付して説明する。
第７図（ａ）において、プレート板金１０は３本ターミナルブラシモータを駆動するための通電パターン１２を形成するもので、その通電パターン１２は、ブラシ設置部１５と素子実装部１６とを有し、通電パターン１２の一部と素子実装部１６が平面矩形状の成形枠１１に一連に連なり形成されている。
換言すると、プレート板金１０をプレス加工することによって、第７図（ａ）に示すように、成形枠１１とブラシ設置部１５と素子実装部１６とを一連に有する通電パターン１２を打ち抜き成形する。
その成形後に、前記プレート板金１０の成形枠１１を除いた部分を樹脂でモールド成形することによって、第７図（ｂ）に示すように、通電パターン１２および素子実装部１６がモールド樹脂２０にインサートされた状態に成形する。
このように、通電パターン１２および素子実装部１６が樹脂モールドされたプレート板金１０を次に仕上げプレス加工することによって、第７図（ｃ）に示すように、成形枠１１および通電パターン１２の不要部分が取り除かれた通電基板（通電パーツ）２１を成形する。
以上説明した実施の形態２によれば、３本ターミナルブラシモータに適用する通電基板２１を容易に成形でき、上記実施の形態１の場合と同様の効果が得られる。
実施の形態３．
第８図（ａ）〜（ｃ）はこの発明の実施の形態３による回転電機（ブラシレスモータ）の通電基板の成形過程を示す説明図であり、第２図から第５図および第７図と同一または相当部分には同一符号を付して説明する。
この実施の形態３では、上記第７図の場合と同様の成形工程によって、ブラシレスモータに適用する通電の基板２１を成形する場合であり、したがって、上記実施の形態２と同様の効果が得られるものである。
実施の形態４．
第９図はこの発明の実施の形態４による回転電機の通電基板取付部を示す断面図である。
同図において、３１ａは第６図のモータケース３１におけるコミュテータ３８側の開口端部に一体突設された通電基板取付用の突部、２１ａは通電基板２１に設けられた取付孔であり、この取付孔２１ａを前記突部３１ａに嵌め込むことにより、通電基板２１の取付け位置が位置決めされる。その位置決め状態で前記突部３１ａの頭部を超音波樹脂溶着方式でカシメることによって、前記モータケース３１に通電基板２１が取り付け固定されている。
この実施の形態４によれば、通電基板２１をモータケース３１に対して容易且つ堅固に取り付け固定することができるという効果がある。
実施の形態５．
第１０図はこの発明の実施の形態５による回転電機の通電基板取付部を示す断面図である。
同図において、４０はセンサを内蔵してモータケース３１のコミュテータ３８側の開口端部に組み付けられるセンサケースであり、このセンサケース４０を利用して通電基板２１を取り付けるものである。
すなわち、この実施の形態５では、モータケース３１に対するセンサケース４０の組付時に、そのセンサケース４０で通電基板２１の周縁部をモータケース３１の開口端部に押さえ付けて固定する構成としたものである。
このような構成によれば、モータケース３１に対する通電基板２１の取り付けを簡単に行うことができるという効果がある。
実施の形態６．
第１１図は第６図の直流ブラシモータの概略的な駆動回路図、第１２図はブラシレスモータの概略的な駆動回路図であり、第１１図の直流ブラシモータの場合には、第５図または第７図に示す通電基板２１を適用し、第１２図のブラシレスモータの場合には、第８図に示す通電基板２１を適用するものである。
すなわち、この実施の形態６では、直流ブラシモータとブラシレスモータとでは、それらの各ステータコイルの巻線方向に対応した通電パターンの通電基板２１を成形しておくことにより、その通電基板２１を使い分け使用できるようにしたものである。
したがって、この実施の形態６によれば、直流ブラシモータとブラシレスモータのいずれにも通電基板２１を使い分け適用することができるという効果がある。
産業上の利用可能性
以上のように、この発明に係る回転電機の通電基板は、各種のモータや発電機などの回転電機における各ステータコイル相互の巻線接続を、渡り配線を必要とせずに行うことができ、部品点数の軽減およびコスト低減を図ることができる。特に、渡り配線を必要としないため、断線事故を防止でき、信頼性が向上するものとして適している。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ）〜（ｃ）は従来の直流モータにおけるステータコイルの巻線パターンが異なったコイル巻装部を示す展開斜視図である。
第２図はこの発明の実施の形態１による回転電機の通電基板（通電パーツ）の通電パターンを構成するプレート板金の平面図である。
第３図は第２図中のプレート板金を樹脂でモールド成形して構成された通電基板を示す平面図である。
第４図は第３図の通電基板を仕上げ加工した状態の平面図である。
第５図は第４図の通電基板に部品を実装した状態の平面図である。
第６図は直流モータの概略的な断面図である。
第７図（ａ）〜（ｃ）はこの発明に実施の形態２による回転電機（ブラシモータ）の通電基板の成形過程を示す説明図である。
第８図（ａ）〜（ｃ）はこの発明の実施の形態３による回転電機（ブラシレスモータ）の通電基板の成形過程を示す説明図である。
第９図はこの発明の実施の形態５による回転電機の通電基板取付部を示す断面図である。
第１０図はこの発明の実施の形態５による回転電機の通電基板取付部を示す断面図である。
第１１図はブラシモータの概略的な回路図である。
第１２図はブラシレスモータの概略的な回路図である。

Claims (12)

1. 複数の通電パターンを一連に形成するプレート板金と、このプレート板金がインサートされたモールド樹脂とからなり、それらのプレート板金とモールド樹脂の一体成型品をプレス加工して前記通電パターンの不要部分を打ち抜き除去することで前記プレート板金による正規の通電パターンを形成したことを特徴とする回転電機の通電基板。
2. プレート板金は、接点用ブラシを有する回転電機の駆動するための通電パターンを形成していることを特徴とする請求の範囲第１項記載の回転電機の通電基板。
3. プレート板金にはノイズ除去用素子の実装部が設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の回転電機の通電基板。
4. プレート板金には接点用ブラシの接合部が設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の回転電機の通電基板。
5. プレート板金の通電パターンの部分のみ巻線にて渡り線処理を施したことを特徴とする請求の範囲第１項記載の回転電機の通電基板。
6. プレート板金はブラシレス回転電機を駆動するための通電パターンを形成していることを特徴とする請求の範囲第１項記載の回転電機の通電基板。
7. プレート板金と回転動機のコイルが接続している端子とが接合されていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の回転電機の通電基板。
8. 樹脂モールドされたプレート板金は、回転電機のステータ側に組み付けるセンサケースによって前記ステータ側に押さえ付けて固定されていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の回転電機の通電基板。
9. 樹脂モールドされたプレート板金は、回転電機のステータ側に設けた突部を超音波樹脂溶着方式でカシメて前記ステータ側に固定されていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の回転電機の通電基板。
10. 通電基板は回転電機のステータの所定位置に組み付けるための位置決め部位を有していることを特徴とする請求の範囲第１項記載の回転電機の通電基板。
11. 通電基板は回転電機のステータ側に傾き調整可能に組み付け固定されていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の回転電機の通電基板。
12. ステータコアの各ティース毎にそれぞれ独立した空き線が施されていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の回転電機の通電基板。

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