JPWO2016084184A1 - 回転電機及び回転電機の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本実施の形態に係る回転電機100の断面図である。図2は、図1に示す回転電機100に被駆動機械であるプロペラファン12を連結した状態の断面図である。図1及び図2を参照して回転電機100の概要構成の一例について説明する。
本実施の形態に係る回転電機100は、生産性を向上させながら、銅端子と固定子コイルの端末線との接合部分の腐食をより確実に抑制することができる改良がくわえられたものである。
回転電機100は、ブラシレスDCモータである場合を一例に説明する。また、本実施の形態では、回転電機100は、空気調和装置の室外機のプロペラファン12を駆動する態様を例に説明する。
ケーシング5及びベアリングハウジング6を構成しているモールド樹脂は、たとえば、不飽和ポリエステルなどの熱硬化性樹脂を採用することができる。また、回転電機100には、回転子3の磁極位置を検知するホール素子が実装されたプリント基板11が設けられている。プリント基板11は、たとえばプリント基板保持器に溶着などによって固定される。なお、プリンン基板保持器は、たとえば回転子3の端面とベアリングハウジング6の間に配設されている。
図3は、本実施の形態に係る回転電機100のモールド前の固定子2の斜視図である。図4は、本実施の形態に係る回転電機100のモールド前の固定子2の外周側部分の拡大図である。図3及び図4を参照して樹脂モールド前の固定子2の構成などについて説明する。
図5は、樹脂モールドされた後の固定子2の斜視図である。固定子2は、端子17の電源供給線接続部17aを除き、樹脂21により被覆される。つまり、端子17は、基部17A及び端末線接続部17bが樹脂によって被覆され、電源供給線接続部17aが露出している。したがって、樹脂21内へ水などの進入を防止することができ、接合部18の腐食を抑制することができるようになっている。なお、冷却と過熱が繰り返される過酷な状況下においては、樹脂21内に水分が進入してしまう場合もある。しかし、本実施の形態に係る回転電機100は、アルミ露出部16aが第1のはんだで覆われた接合部18を備えているので、水などが樹脂21内に侵入しても、腐食してしまうことを抑制することができるようになっている。
図6は、本実施の形態に係る回転電機100の端子17とアルミ線の端末線15aとの接合部18の断面図である、図6と前述の図3及び図4とを参照して接合部18などについて説明する。
端末線接続部17bには、端末線15aが挿入される穴が形成されている。端末線15aと端子17は、端末線接続部17bの穴に端末線15aが挿入された状態で第1のはんだで接合される。具体的には、端子17には、端末線15aが絡げられ、端末線15aのアルミ露出部16aが挿入される穴が形成され、アルミ露出部16aの表面全体を覆うように、穴の形成位置に第1のはんだ層19が形成されている。
ここで、回転電機100の製造方法について説明する。回転電機100の製造方法では、巻付工程、剥離工程、絡げ工程、フラックス塗布工程、接合工程及びはんだ層被覆工程を備えている。
巻付工程では、樹脂被膜で被覆されたアルミ線(コイル15)を固定子2に巻き付ける工程である。巻付工程の後に剥離工程を実施する。剥離工程では、アルミ線(コイル15)の端末線15aの樹脂被膜を剥離し、アルミ芯線を露出する。剥離工程の後に絡げ工程を実施する。絡げ工程では、端末線15aを銅材の端子17に絡げ、端子17に取り付ける。
図7は、端子17とコイル15の端末線15aとの接合部18について、塩水噴霧試験を実施した際の接合部18の抵抗値変化を示すグラフである。Alとの電極電位差が大きい銀含有はんだを用いた場合には、はんだに覆われていない非被覆部が生じると速やかにアルミ芯線が腐食され、接触抵抗が大きく上昇する。
本実施の形態のように、銀を含有しないSn−Cu系はんだである第1のはんだを用いることで、腐食進行が抑えられ、接合部18の抵抗値の増加は抑制される。このため、回転電機100の製造方法において、製造工程のバラツキによりアルミ芯線が第1のはんだに覆われない非被覆部が仮に生じた場合であっても、腐食が進行しにくい接合部18を形成することができる。
図8は、端末線接続部17bに穴を形成する代わりに溝部17b1を形成し、アルミ露出部16aを第1のはんだで覆った場合の断面図である。図9は、図8を側面から見た場合の断面図である。
アルミ露出部16aのうち被覆されない部分が、より生じないようにするため、端末線接続部17bにアルミ露出部16aを設置する溝部17b1を設けてもよい。これにより、端子17の端末線接続部17bにアルミ露出部16aを絡げる穴を形成しなくても、溝部17b1内にアルミ露出部16aを絡げることができる。そして、溝部17b1にアルミ露出部16aが絡げられた状態で第1のはんだではんだ付けを実施する。このとき、図8及び図9に示すように、溝部17b1に第1のはんだが充填されるように第1のはんだではんだ付けを実施する。はんだ付けする作業者は、溝部17b1が形成されているため、容易に第1のはんだを溝部17b1に充填することができる。そして、溝部17b1に第1のはんだが充填されることで、アルミ露出部16aの表面全体を覆われ、より確実にアルミ露出部16aの腐食を抑制することができる。
図10は、融点の異なる2種類のはんだではんだ付けした場合の接合部18の断面図である。また、第1のはんだを用いてはんだ付けした後、第1のはんだより低融点の第2のはんだを用いてさらにはんだ付けしてもよい。変形例2では、図10に示すように、固定子2の接合部18は、第1のはんだ層19の表面上に形成され、第1のはんだ層19よりも融点が低い第2のはんだ層20をさらに有している。
回転電機100は、冷却と加熱が繰り返される過酷な状況下で使用される場合もある。たとえば、回転電機100を空気調和装置の室外機に搭載される送風機に適用した場合が考えられる。室外機には、凝縮器又は蒸発器として機能する熱交換器が設置され、また、設置位置によっては雨水などが侵入してくる場合もある。このような状況下では、固定子2の樹脂モールド内部へ水分が進入してくる場合がある。
Claims (11)
- 表面に樹脂被膜層が形成されたアルミ線が巻き付けられた固定子と、
前記固定子の内側に配置された回転自在の回転子と、
を備え、
前記アルミ線は、
端末線に形成され、前記樹脂被膜層が剥離されてアルミ芯線が露出しているアルミ露出部を有し、
前記固定子は、
前記アルミ露出部と前記回転子を回転させる電力を供給するのに利用される電源供給線とが取り付けられ、前記アルミ露出部と前記電源供給線との電気的導通に利用される端子と、
前記アルミ露出部の表面全体を覆うように前記端子上に形成され、前記アルミ露出部と前記端子とを接合する第1のはんだ層とを有する
回転電機。 - 前記第1のはんだ層の表面上に形成され、前記第1のはんだ層よりも融点が低い第2のはんだ層をさらに有する
請求項1に記載の回転電機。 - 前記端子には、
前記アルミ露出部が絡げられ、前記アルミ露出部が挿入される穴が形成され、
前記アルミ露出部の表面全体を覆うように、前記穴の形成位置に前記第1のはんだ層が形成されている
請求項1又は2に記載の回転電機。 - 前記端子には、
前記アルミ露出部が絡げられ、前記アルミ露出部が設置される溝部が形成され、
前記アルミ露出部の表面全体を覆うように、前記溝部に前記第1のはんだ層を構成するはんだが充填されている
請求項1又は2に記載の回転電機。 - 前記端子は、
銅材で構成され、
前記第1のはんだ層は、
質量%で0.1%未満の亜鉛、及び質量%で0.1%未満の銀を含有したはんだで構成されている
請求項1〜4のいずれか一項に記載の回転電機。 - 前記第1のはんだ層は、
質量%で0.1%未満の銅を含有したSn−Cu系はんだで構成されている
請求項5に記載の回転電機。 - 前記アルミ線は、
直径が0.9mm以上である
請求項1〜6のいずれか一項に記載の回転電機。 - 回転子を回転させる電力を供給するのに利用される電源供給線が取り付けられる銅端子が設けられた固定子を備えた回転電機の製造方法であって、
樹脂被膜で被覆されたアルミ線を前記固定子に巻き付ける巻付工程と、
前記アルミ線の端末線の前記樹脂被膜を剥離し、アルミ芯線を露出する剥離工程と、
前記端末線を前記銅端子に絡げる絡げ工程と、
質量%で0.1%未満の亜鉛、及び質量%で0.1%未満の銀を含有した第1のはんだで、前記端末線の前記アルミ芯線の表面全体を覆うように、前記端末線と前記銅端子とを接合する接合工程と、
を備えた
回転電機の製造方法。 - 前記絡げ工程と前記接合工程との間に実施され、前記端末線及び前記銅端子にフラックスを塗布する塗布工程をさらに備えた
請求項8に記載の回転電機の製造方法。 - 前記接合工程では、
超音波はんだ付け工法を用いて前記端末線と前記銅端子とを接合する
請求項8に記載の回転電機の製造方法。 - 前記第1のはんだが固化して形成されたはんだ層を覆うように、前記第1のはんだよりも融点が低い第2のはんだではんだ付けをするはんだ層被覆工程をさらに備えた
請求項8〜10のいずれか一項に記載の回転電機の製造方法。
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