(57)【要約】【課題】生産性と高品質を両立するステータ等を提供する。【解決手段】環形状に接続された鉄心と、鉄心に巻回される巻線と、鉄心と前記巻線との間を絶縁するインシュレータと、基板と、巻線と前記基板とを接続する端子ピンと、を備える。基板は、基板を貫通して鉄心対向面と背面とを連通する貫通孔を備え、端子ピンは、貫通孔を貫通した状態で背面から鉄心とは逆方向に離隔した位置に巻線と接続された上部接続部と、貫通孔近傍にて上部接続部とは独立して基板と接続された下部接続部と、を備えたステータを提供する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環形状に形成された鉄心と、
前記鉄心に巻回される巻線と、
前記鉄心と前記巻線との間を絶縁するインシュレータと、
基板と、
前記巻線と前記基板とを接続する端子ピンと、を備え、
前記基板は、
当該基板を貫通して前記鉄心に対向する鉄心対向面と当該鉄心対向面の背面とを連通する貫通孔を備え、
前記端子ピンは、
前記貫通孔を貫通した状態で前記背面から前記鉄心とは逆方向に離隔した位置に前記巻線と接続された上部接続部と、
前記貫通孔近傍にて前記上部接続部とは独立して前記基板と接続された下部接続部と、を備えたステータ。
【請求項２】
前記基板は、
当該基板の一部を切り欠いて前記貫通孔と接続するスリットを備えた請求項１記載のステータ。
【請求項３】
前記スリットは、
前記貫通孔において前記環形状における内周方向に設けられた請求項２に記載のステータ。
【請求項４】
前記スリットは、
前記貫通孔において前記環形状における外周方向に設けられた請求項２に記載のステータ。
【請求項５】
前記インシュレータは、
前記基板における前記スリットの近傍に前記スリットの開口へ前記巻線を誘導するリブを備えた請求項２から４のいずれかに記載のステータ。
【請求項６】
前記リブは、
前記上部接続部の方向からの上方視にて前記スリットを介して目視可能に配置された請求項５記載のステータ。
【請求項７】
前記上部接続部は、
前記巻線とはんだにより接続された請求項１から６のいずれかに記載のステータ。
【請求項８】
前記下部接続部は、
前記基板とはんだにより接続された請求項１から７のいずれかに記載のステータ。
【請求項９】
前記巻線は、
被膜に覆われたアルミ線であり、
前記下部接続部に用いられるはんだは、
前記被膜よりも融点の低い素材である、請求項８に記載のステータ。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載のステータを備えたモータ。
【請求項１１】
請求項１０に記載のモータを備えた送風装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はステータ、モータ、及び送風装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、巻線端末と端子ピンが電気的に接合された端末接続部と、電源につながる引き出し線を有する基板とを接続する際、それぞれの接続にはんだ等を用いることが知られている。また巻線端末がアルミ線の場合には、電食防止のため外気を遮断するコーティングが施されることが知られている。
【０００３】
以下にその構成について、図７の接続部の一部断面図を参照しながら説明する。
【０００４】
図７に示すように端末接続部１１４は、端子ピン１１１に巻線端末１１２が絡げられ、端末接続はんだ１１３で接合されて形成される。そして、端末接続部１１４に、基板１１５が有する引き出し線に繋がる基板接続部１１６を、はんだ１１７で再度はんだ接続する。また、アルミ線の電食防止に際しては、端末接続部１１４をコーティング１１８で埋包し外気から隔離する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−２２１０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような従来の接続と保護の方法では、前工程で接続された巻線端末と端子ピンが、基板と端子ピンを接続するはんだによって覆われるため、既接続部の出来栄えの良否判断が困難であったり、アルミ線接続の場合、コーティング剤の充填精度についても目視では確認しきれず、非破壊での正確な確認が困難であった。
【０００７】
また、巻線端末と端子ピン部とを接続するはんだ部が、基板と端子ピンを接続するはんだ処理により再度加熱され、品質が安定しない課題も存在した。従って、品質を安定化できる接続構造が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そして、この目的を達成するために、本発明に係るステータは、環形状に形成された鉄心と、前記鉄心に巻回される巻線と、前記鉄心と前記巻線との間を絶縁するインシュレータと、基板と、前記巻線と前記基板とを接続する端子ピンと、を備え、前記基板は、当該基板を貫通して前記鉄心に対向する鉄心対向面と当該鉄心対向面の背面とを連通する貫通孔を備え、前記端子ピンは、前記貫通孔を貫通した状態で前記背面から前記鉄心とは逆方向に離隔した位置に前記巻線と接続された上部接続部と、前記貫通孔近傍にて前記上部接続部とは独立して前記基板と接続された下部接続部と、を備えたステータとし、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ステータ製造の容易性から作業性改善による生産性向上と、出来栄えの見える化による品質向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係るステータの平面図。
【図２】本発明の実施の形態に係るステータの一部断面図。
【図３】本発明の実施の形態に係るステータ平面図の一部拡大図。
【図４】本発明の実施の形態に係るステータ一部断面図の一部断面図。
【図５】本発明の実施の形態に係るスリットの上面視拡大図。
【図６】本発明の実施の形態に係るスリットの側面拡大図。
【図７】従来の巻線の状態を示す簡略図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、全図面を通して、同一の部位については同一の符号を付して二度目以降の説明を省略している。さらに、各図面において、本発明に直接には関係しない各部の詳細については説明を省略している。
【００１２】
（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
まず、図１および図２を用いて本実施の形態に係るステータ１について説明する。なお図１は、本実施の形態に係るステータ１の平面図、図２は図１に示すステータ１のＡ−Ａ断面図である。
【００１４】
ステータ１は、例えば送風装置に設けられるモータの一部を構成する部品として提供される。ステータ１は、ステータコアすなわち鉄心２と、インシュレータ３と、巻線４と、端子ピン１２と、端末接続部５と、基板６とを備える。
【００１５】
鉄心２は、ステータ１の外周に位置する継鉄部７と、当該継鉄部７から内周側に突出する歯部（図示なし）とが一体に形成された複数の分割鉄心を環形状に接続して形成している。鉄心２は、隣接する継鉄部７が一体として形成された直線状の複数の分割鉄心を環状に加工し、あるいは別体として形成された複数の分割鉄心を継鉄部７で環状に接続して形成される。鉄心２の環形状における中心位置には、図示しないロータの回転軸１５が位置する。
【００１６】
インシュレータ３は、主に鉄心２の継鉄部７から歯部の範囲を覆って構成される。インシュレータ３は、巻線４をインシュレータ３を介して複数の歯部に対して巻回することで、鉄心２と巻線４の電気的絶縁を図る役割を果たす。インシュレータ３は、リブ１３を備えるが詳細は後述する。
【００１７】
巻線４は、銅やアルミニウムの合金を主な素材とする導電線であり、インシュレータ３を介して鉄心２に巻回される。なお、巻線４は、要求される仕様に応じ巻回仕様が異なる。
【００１８】
端子ピン１２は、インシュレータ３の上面、つまり基板６に対向する面に、基板６の方向に向けて立設され、回転軸１５に平行に設けられる。端子ピン１２は、主として導電素材で形成され、基板６上の銅箔８や巻線４と電気的に接続されることで、基板６と巻線４との電気的接続を仲介する。端子ピン１２は、端末接続部５を備える。
【００１９】
基板６は、複数の電気的接点と、複数の電気的接点を接続する銅泊と、端子ピン１２を貫通させる貫通孔１６とを備えることで、外部の例えばインバータ回路等と巻線４とを接続する。本実施の形態においては、基板６は、中心角を約１６０度とした中空円形の一部分をその輪郭とし、すなわち部分ドーナツ形状を有する。基板６は、回転軸１５に垂直な平面上であって、鉄心２から回転軸１５方向に所定の距離を離した位置に、回転軸１５と中心を一致させて配置される。基板６は、鉄心２に対向する鉄心対向面と鉄心対向面の裏面に該当する背面とを備える。鉄心対向面は、図２において基板６の下方の面であり、背面は上方の面である。また基板６は、鉄心対向面と背面とを連通する貫通孔１６と、貫通孔１６に連通するスリット１１とを備える。
【００２０】
貫通孔１６は、内周空間やその周囲に導通素材としての銅泊を付して設けられる。
【００２１】
端末接続部５は、端子ピン１２上に設けられ、上部接続部５ａと、下部接続部５ｂとを備える。
【００２２】
上部接続部５ａは、巻線４における巻回の終始端末と、端子ピン１２とを電気的に接続する部位である。上部接続部５ａは、端子ピン１２が鉄心対向面から背面方向に貫通した状態で、端子ピン１２の背面側端部に設けられる。言い換えると、上部接続部５ａは、背面から鉄心２とは逆方向に離隔した位置に設けられる。また、本実施の形態において上部接続部５ａにおける巻線４と端子ピン１２との接続は、はんだによる接続を一例にするが、アーク溶接やレーザー、ヒュージング接続など方法は問わない。
【００２３】
下部接続部５ｂは、貫通孔１６の内周に付された導通素材と、端子ピン１２とを、電気的に接続する部位である。下部接続部５ｂは、貫通孔１６近傍に設けられ、本実施の形態では図２において設けられた貫通孔１６に対して、はんだを背面側から流し込んで盛り付けることで端子ピン１２と基板６とを電気的に接続する。
【００２４】
上部接続部５ａと下部接続部５ｂとは、互いに離隔し、つまり独立して配置されることが好ましい。これにより下部接続部５ｂの形成時に、上部接続部５ａ、ひいては端子ピン１２と巻線４との接続に、下部接続部５ｂの熱影響を及ぼすことを抑制できる。ただし、完全に離間する必要はなく、上部接続部５ａの下端に下部接続部５ｂの上端がわずかに接触する程度であれば、熱影響はないと判断できるため、本実施の形態における離間に該当する。
【００２５】
基板６と端末接続部５の構成詳細について、図３〜図６を用い説明する。図３は、ステータ平面の一部拡大図、図４は、ステータ一部断面図、図５はスリットの上面視拡大図、図６はスリットの側面拡大図である。ここで上面視とは、基板６における背面方向から基板６を見た場合を意味する。
【００２６】
基板６は、図３に示すように、基板６の一部を軸方向に切り欠いて貫通孔１６と接続するスリット１１を備える。
【００２７】
スリット１１は、貫通孔１６において鉄心２の環形状における内周方向に開口して設けられる。スリット１１の開口幅は、例えば貫通孔１６の直径よりも狭く形成される。
【００２８】
リブ１３は、インシュレータ３に設けられ、巻線４の終始端末線１０をスリット１１に誘導するためのガイドとして機能する。リブ１３は、インシュレータ３における端子ピン１２の近傍であって、基板６の鉄心対向面に対向する上面に設けられる。リブ１３は、インシュレータ３の内周近傍から回転軸１５方向に向けて延設されている。リブ１３は、基板６が配置された状態では、図３に示した上面視において、スリット１１を介して目視可能で配置される。つまり、リブ１３は、上面視において基板６に全体が隠れるのではなく、リブ１３の一部がスリット１１の対向する片側よりスリット空間側に突出した状態で配置される。
【００２９】
続いて、ステータ１の組み立て手順について、図３〜図６を用いて説明する。
【００３０】
まず、図５、６に示すように、鉄心２に巻線４を巻き回した後、終始端末線１０をインシュレータ３から基板６方向に引き出す。引き出しの開始位置２０は、鉄心２の半径方向において距離が端子ピン１２と同じかさらに外周側の位置が好ましい。終始端末線１０を開始位置２０から内周方向２１に向けて引き出すとともに、リブ１３の下面２３、即ち鉄心２側の面を潜らせて端子ピン方向２４に引き寄せる。続いて、終始端末線１０が下面２３を通過した後にリブ１３の上面２５、即ち端子ピン１２の先端方向に引き出すとともに外周方向２２に引き寄せて端子ピン１２の先端近傍に絡げる。これにより、終始端末線１０は、リブ１３に誘導されて、端子ピン１２の内周方向２１から外周方向２２の端子ピン１２に導かれ、すなわち終始端末線１０の方向が固定される。
【００３１】
この状態で、端子ピン１２の先端にて、端子ピン１２と巻線４とを例えばはんだにて固定する。固定する際に、巻線４が保護被膜等で覆われている場合には、巻線４の端子ピン１２に絡げる部分について、あらかじめ保護被膜を剥がしておいてもよい。また、巻線４がアルミ線などの場合には、異種金属接続部の電食回避として、上部接続部５ａに電食防止用のコーティングを施してもよい。これにより、上部接続部５ａが形成され、図６の状態となる。この際、上部接続部５ａの下端２６は、インシュレータ３の上面よりも十分に離隔しており、また、基板６の背面からも十分に離隔している。
【００３２】
上部接続部５ａが形成されると、続いて基板６の貫通孔１６の中心と、端子ピン１２の中心とを一致させて、端子ピン１２の先端側すなわち上部接続部５ａ側からインシュレータ３方向に向けて、基板６を配置する。この際、上部接続部５ａの径は貫通孔１６の径よりも小さいため、上部接続部５ａは貫通孔１６を通過する。また、終始端末線１０は、上部接続部５ａの外周端よりもさらに外周から引き込まれているが、リブ１３により方向が固定されているため、基板６が終始端末線１０に触れることなくスリット１１を通過することができる。また、基板６載置時のリブ１３とスリット１１の位置関係は、背面視にてスリット１１の左右いずれか片側若しくは両側から確認できるようになっている。このため、基板６載置時に基板６のズレによるスリット１１の片側の終始端末線１０への接触を抑制し、接触により終始端末線１０に発生するダメージリスクの回避や、終始端末線１０のスリット１１へ誘導を容易にすることができる。
【００３３】
基板６を載置すると、次に、背面側より貫通孔１６の上部であって端子ピン１２の周囲に接続用はんだ９を盛り付け、これにより、端子ピン１２と貫通孔１６の銅泊とを電気的に接続する下部接続部５ｂが形成される。この際、接続用はんだ９が終始端末線１０と接触してもよいし、接触しなくてもよい。ただし、特に巻線４が被膜に覆われたアルミ線であって、接続用はんだ９が終始端末線１０と接触する場合には、下部接続部５ｂに用いられるはんだは被膜よりも融点の低い素材とするとよい。これにより、下部接続部５ｂのはんだ接続時においても被膜が維持され、意図しない電食を防止することができる。
【００３４】
ここで、上部接続部５ａと下部接続部５ｂとの位置関係は、上部接続部５ａが下部接続部５ｂより上部に位置する。また、上部接続部５ａに対し基板６載置後使用する接続用はんだ９が接触しない若しくは、接触しても熱的負荷が及ばないよう、離隔されている。これにより、端子ピン１２と巻線４とを固定後の上部接続部５ａが、再度加熱されることが無いため接続を安定化することができる。また、巻線４にアルミ線等を採用した場合、上部接続部５ａをコーティングにより外気から遮断することが考えられる。本構成であれば電食対象部である上部接続部５ａはその外周がさらにはんだ等にて覆われてはおらず、容易に目視可能なため、加工時におけるコーティング塗布の有無や状態等、品質の確認が容易となり、生産性向上と品質向上が期待できる。
【００３５】
（変形例）
なお、本実施の形態では、端末接続部５を、基板６における回転軸１５側、すなわち中心に近い環形状内径側に設けているが、端末接続部５を、環形状外径側、つまり継鉄部７近傍に設けても構わない。この場合、リブ１３やスリット１１も環形状外径側に設けられるのが好ましい。環形状外径側に設けられる場合には、リブ１３の延設方向も外径方向となる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明に係るステータ等は、ステータ製造の容易性から作業性改善による生産性向上と、出来栄えの見える化による品質向上が可能なので、送風装置などの家電機器等に使用されるモータとして有用である。
【符号の説明】
【００３７】
１    ステータ
２    鉄心
３    インシュレータ
４    巻線
５    端末接続部
５ａ    上部接続部
５ｂ    下部接続部
６    基板
７    継鉄部
８    銅箔
９    接続用はんだ
１０    終始端末線
１１    スリット
１２    端子ピン
１３    リブ
１５    回転軸
１６    貫通孔
２０    開始位置
２１    内周方向
２２    外周方向
２３    下面
２４    端子ピン方向
２５    上面
２６    下端
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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