(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板材からなり、一部を切起こして折返した折返し片と、前記折返し片と対向する対向面とで導線を挟持する端子金具であって、
前記折返し片または前記対向面の少なくとも一方には、前記導線を挟持したとき、前記導線と電気的に接合するためのセレーションが設けられ、
前記端子金具には、前記導線を前記折返し片と前記対向面とで挟持した状態を保持するように、前記導線を前記折返し片と前記端子金具の外面に巻回するための巻回部が設けられていることを特徴とする端子金具。
【請求項２】
前記端子金具には、前記導線を巻回した状態を保持するように、前記巻回部を巻回した前記導線の端部を係止するための係止部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の端子金具。
【請求項３】
ステータコアにインシュレータを介して導線が巻回されたステータと、前記ステータと回転可能な状態で対向して配置したロータと、前記インシュレータに間隔をもって取付けた回路基板と、前記インシュレータと前記回路基板との間に取付けられ、前記導線と前記回路基板とを電気的に接続した端子金具とを備えたモータであって、
前記回路基板は、前記端子金具の一端が挿入される端子用孔を備え、
前記インシュレータは、前記端子金具の他端が挿入される端子台を備え、
前記端子金具は、金属板材からなり、一端に前記端子用孔に挿入する接続部と、他端に前記端子台に挿入する挿入部と、前記接続部と前記挿入部との間を切起こして折返した折返し片と、前記折返し片と対向する対向面とを備え、
前記折返し片または前記対向面の少なくとも一方には、前記インシュレータに巻回された前記導線の引出部を前記折返し片と前記対向面とで挟持したとき、前記引出部と電気的に接合するためのセレーションを有するとともに、
前記端子金具には、前記引出部を前記折返し片と前記端子金具の外面に巻回するための巻回部が設けられ、
前記引出部の始端側を前記折返し片と前記対向面とで挟持した状態を保持するように、前記引出部の終端側を前記巻回部に巻回したことを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端子金具およびこの端子金具を備えたモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アルミニウムまたはアルミニウム合金の撚り線からなる芯線と芯線の外周を覆う被膜とを備えた導線が接合される端子金具が知られている。この種の端子金具として、導線が接合されるセレーションを備えた端子金具がある（例えば、特許文献１参照）。この端子金具は、芯線を圧着することで芯線がセレーションに食い込み、導線との電気的な接合が得られ、芯線との接合部分がスプリングバックしないように、Ｆクリンプ形状の圧着構造になっている。
【０００３】
また、モータに備えられたステータにインシュレータを介して巻回される巻線と、インシュレータの端面に取付けた回路基板とを電気的に接続する端子金具として、金属板材からなるとともに、金属板材の一部を切起こして折返した折返し片と、折返し片と対向する金属板材の対向面とで巻線を挟持する端子金具が知られている。この端子金具は、折返し片と対向面との間に所定の電圧を印加して巻線と端子金具とを溶着することで電気的な接合が得られ、巻線との接合部分がスプリングバックしないようになっている。
【０００４】
ところで、この巻線には、銅からなる芯線と芯線の外周を覆う被膜とを備えた導線が用いられるが、導線の芯線として、銅に替えてアルミニウムまたはアルミニウム合金を用いると、アルミニウムまたはアルミニウム合金は銅よりも融点が低いため、折返し片と対向面との間に、芯線として銅を用いたときと同じ電圧を印加すると、導線が溶けて断線するおそれがあるという問題点があった。
【０００５】
この導線が溶けて断線するおそれがある問題点を解決するため、巻線と回路基板とを電気的に接続する端子金具として、巻線と端子金具とを溶着しない代わりに、セレーションを備えた端子金具を用いることが考えられるが、巻線に用いられる導線の芯線は撚り線ではなく単線であるため、スプリングバックしないように、撚り線の隙間に食い込ませたＦクリンプ形状の圧着構造を用いることができないという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−５５９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑み、従来の折返し片と対向面とで導線を挟持する端子金具の構造を利用しつつ、融点の低い導線であっても、折返し片のスプリングバックを防止することが可能な端子金具およびこの端子金具を備えたモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の端子金具は、金属板材からなり、一部を切起こして折返した折返し片と、折返し片と対向する対向面とで導線を挟持するものである。折返し片または対向面の少なくとも一方には、導線を挟持したとき、導線と電気的に接合するためのセレーションが設けられる。端子金具には、導線を折返し片と対向面とで挟持した状態を保持するように、導線を折返し片と端子金具の外面に巻回するための巻回部が設けられる。
【０００９】
端子金具には、導線を巻回した状態を保持するように、巻回部を巻回した導線の端部を係止するための係止部が設けられている。
【００１０】
また、本発明のモータは、ステータコアにインシュレータを介して導線が巻回されたステータと、ステータと回転可能な状態で対向して配置したロータと、インシュレータに間隔をもって取付けた回路基板と、インシュレータと回路基板との間に取付けられ、導線と回路基板とを電気的に接続した端子金具とを備えている。回路基板は、端子金具の一端が挿入される端子用孔を備え、インシュレータは、端子金具の他端が挿入される端子台を備えている。端子金具は、金属板材からなり、一端に端子用孔に挿入する接続部と、他端に端子台に挿入する挿入部と、接続部と挿入部との間を切起こして折返した折返し片と、折返し片と対向する対向面とを備えている。折返し片または対向面の少なくとも一方には、インシュレータに巻回された導線の引出部を折返し片と対向面とで挟持したとき、引出部と電気的に接合するためのセレーションを有するとともに、端子金具には、引出部を折返し片と端子金具の外面に巻回するための巻回部が設けられ、引出部の始端側を折返し片と対向面とで挟持した状態を保持するように、引出部の終端側を巻回部に巻回した。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の端子金具およびこの端子金具を備えたモータによれば、従来の折返し片と対向面とで導線を挟持する端子金具の構造を利用しつつ、融点の低い導線であっても、折返し片のスプリングバックを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による端子金具を備えたモータを示す断面図である。
【図２】モータに備えられたインシュレータと端子金具と回路基板とを示す側面図である。
【図３】本発明による端子金具を示す説明図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【図４】本発明による端子金具に導線を接合する方法を示す説明図で、（ａ）は折返し片と対向面との間に導線を配置する状態を示す側面図、（ｂ）は折返し片と対向面とで挟持したとき、セレーションで端子金具と導線とを電気的に接合する状態を示す側面図である。
【図５】本発明による端子金具に導線を接合する方法を示す説明図で、（ａ）は折返し片の先端側を対向面に当接する状態を示す側面図、（ｂ）は巻回部により導線を折返し片と端子金具の外面に巻回した状態を示す側面図である。
【図６】本発明による端子金具に導線を接合する様子を示す説明図で、（ａ）は導線を折返し片と対向面とで挟持した状態を示す正面図、（ｂ）は導線を折返し片と端子金具の外面に巻回した状態を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。本発明による端子金具として、モータに備えられた端子金具を例に挙げて説明する。なお、本発明による端子金具は、モータ以外のジェネレータなどの回転電機やコイルなどの電気部品に適用してもよい。また、本実施形態による端子金具を備えたモータとして、インナーロータ構造を有するラジアルギャップ型モータを説明するが、アキシャルギャップ型モータに適用してもよい。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態による端子金具を備えたモータＭは、円筒形状のステータ１と、ステータ１の内径側に配置されたロータ２と、ステータ１の一端側に間隔をもって取付けた回路基板４と、ステータ１とロータ２と回路基板４などを覆ったブラケット５とを備えている。
【００１５】
ステータ１は、ステータコア１Ａと、ステータコア１Ａの周囲に合成樹脂で形成されたインシュレータ７と、インシュレータ７に巻回された導線６とを備えている。インシュレータ７の回路基板４に対向する基部７Ａ（図２参照）には、回路基板４を支持する基板支持部８が形成されている。導線６は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の単線からなる芯線と芯線の外周を覆う被膜からなっている。
【００１６】
ロータ２は、中心に回転軸２Ｂを有し、回転軸２Ｂの外周にロータコア２Ａを備えている。ロータコア２Ａの外周には、永久磁石が貼り付けられている。ロータ２は、導線６に通電することにより発生する回転磁界の磁力を永久磁石が受けることで回転する。なお、ロータ２は、ロータコア２Ａの内側に永久磁石を埋設したものでもよい。
【００１７】
回路基板４は、インシュレータ７の対向面とは反対側の表面に、通電により発熱する電子部品３が実装されている。電子部品３は、ステータ１に備えられた導線６に流す電流を制御するものである。電子部品３とブラケット５との間には、放熱シート９、アルミブロック１０およびシリコン１１が順に配置されている。通電により電子部品３で発生した熱は、放熱シート９、アルミブロック１０、シリコン１１を伝わって、ブラケット５から外部に放熱される。
【００１８】
図２に示すように、モータＭは、インシュレータ７と回路基板４との間に取付けられ、導線６（図示を省略。）が接合される端子金具１２を備えている。インシュレータ７の回路基板４に対向する基部７Ａには、端子金具１２が挿入される端子台１３が形成されている。回路基板４には、基板支持部８の先端が挿入される基板支持部用孔２０と、端子金具１２が挿入される端子用孔２１が形成されている。
【００１９】
回路基板４は、基板支持部８の先端を基板支持部用孔２０に挿入することでインシュレータ７に支持される。また、回路基板４は、端子金具１２の一端を端子用孔２１に挿入し回路基板４上の配線パターンと半田付けすることで端子金具１２を通じて導線６と電気的に接続される。端子金具１２は、端子金具１２の他端を端子台１３に挿入することでインシュレータ７に保持される。
【００２０】
次に、本発明の特徴である端子金具１２について図３および図６を用いて説明する。図３（ａ）乃至図３（ｃ）に示すように、端子金具１２は、例えば、黄銅の板材にスズメッキを施した金属板材からなっている。端子金具１２は、一端に端子用孔２１に挿入する接続部１４と、他端に端子台１３に挿入する挿入部１５と、挿入部１５の一端寄り近傍に端子台１３に挿入部１５を保持させるための一対の突出片１６と、接続部１４と挿入部１５との間（端子金具１２の中央部）を切起こして折返した折返し片１７と、折返し片１７と対向する対向面１８とを備えている。この端子金具１２は、図１に示すインシュレータ７に巻回された導線６の引出部を折返し片１７と対向面１８とで挟持する。
【００２１】
折返し片１７と対向面１８には、導線６の引出部を挟持したとき、導線６の引出部と電気的に接合するための第１セレーション１７０と第１セレーション１７０に対向する第２セレーション１８０とが設けられている。第１セレーション１７０と第２セレーション１８０は、折返し片１７と対向面１８の根元側にそれぞれ複数設けられ、導線６の引出部を挟んで、互いに向かい合わないように、互い違いに配置されている。
【００２２】
第１セレーション１７０と第２セレーション１８０は、図示を省略した治具を用いて図３（ｃ）に示す矢印Ａの方向から打ち出し成形を行い、凸部とその間に凹部を交互に形成したものである。また、第１セレーション１７０と第２セレーション１８０は、導線６の引出部を挟持したとき、導線６の長さ方向に交差する方向に延びるように形成されている。なお、第１セレーション１７０または第２セレーション１８０のみを設けるようにした折返し片１７と対向面１８であってもよい。
【００２３】
具体的な構成としては、端子金具１２には、図６（ａ）に示すように、導線６の引出部６Ａの始端側６ＡＡを折返し片１７と対向面１８とで挟持した状態を保持するように、導線６の引出部６Ａの終端側６ＡＢを折返し片１７の外面１７２と端子金具１２の外面１２０に巻回するための巻回部１９が設けられている。巻回部１９には、導線６の引出部６Ａの終端側６ＡＢを案内するための複数の切欠部１９１を備えている。それぞれの切欠部１９１は、対向面１８付近の端子金具１２の両側端を内側に切欠いて形成したものである。
【００２４】
また、端子金具１２には、図３（ｂ）および図６（ｂ）に示すように、導線６の引出部６Ａの終端側６ＡＢを巻回した状態を保持するように、巻回部１９に備えられた切欠部１９１で案内されて巻回した導線６の引出部６Ａの終端部６ＡＣを係止するための係止部２０が設けられている。係止部２０は、端子金具１２の右側端に形成された切欠部１９１の下側であって外側に突出するように形成したものである。なお、係止部２０を形成する位置は適宜変更してもよい。
【００２５】
以上説明してきた構造からなる端子金具１２に導線６を接合する接合方法について図４乃至図６を用いて説明する。最初に、図４（ａ）に示すように、折返し片１７と対向面１８との間、すなわち、第１セレーション１７０と第２セレーション１８０との間に導線６の引出部６Ａを配置する。このとき、導線６の長さ方向が第１セレーション１７０と第２セレーション１８０と交差する方向になるように配置する。
【００２６】
次に、図４（ｂ）に示すように、導線６の引出部６Ａを折返し片１７と対向面１８とで挟持し、端子金具１２と導線６とを電気的に接合する。このとき、折返し片１７の先端側が対向面１８に当接するように、折返し片１７の根元側をかしめる。この結果、第１セレーション１７０と第２セレーション１８０は、導線６の被膜を破り、導線６の芯線と電気的に接合される。
【００２７】
次に、図５（ａ）に示すように、折返し片１７の先端部１７１が対向面１８と当接した状態になるように折返し片１７の先端側をかしめた後、図５（ｂ）および図６に示すように、折返し片１７と対向面１８とで始端側６ＡＡを挟持した導線６の引出部６Ａの終端側６ＡＢを巻回部１９を用いて巻回する。このとき、導線６の引出部６Ａの終端側６ＡＢを折返し片１７の先端側の外面１７２と端子金具１２の外面１２０とに巻回するように、端子金具１２の右側端にある最下部の切欠部１９１に導線６の引出部６Ａの終端側６ＡＢを引っ掛け、引っ掛けた導線６の引出部６Ａの終端側６ＡＢを端子金具１２の左側端にある中央部の切欠部１９１に渡す。その後、引き渡された導線６の引出部６Ａの終端側６ＡＢを、端子金具１２の右側端にある中央部の切欠部１９１、左側端にある最上部の切欠部１９１、右側端にある最上部の切欠部１９１の順に案内することにより巻回する。この結果、導線６の引出部６Ａの始端側６ＡＡが折返し片１７と対向面１８とで挟持した状態で保持されるとともに、折返し片１７の先端部１７１が対向面１８に当接した状態で保持される。
【００２８】
最後に、図６（ｂ）に示すように、端子金具１２の右側端にある最後に切欠部１９１に案内された導線６の余った引出部６Ａの終端側６ＡＢを係止部２０の方向へ引っ張り、係止部２０を折り曲げてかしめることにより、引出部６Ａの終端部６ＡＣを挟持する。なお、係止部２０を折り曲げてかしめるのではなく、係止部２０の一部に切込部を設け、導線６の引出部６Ａの終端部６ＡＣを切込部に挟持してもよい。以上説明してきた接合方法により、図６に示すように、導線６が端子金具１２に接合される。
【００２９】
なお、図示を省略するが、この後、モータＭとして組立てるため、端子金具１２の挿入部１５がインシュレータ７の端子台１３に挿入されるとともに、端子金具１２の接続部１４が回路基板４の端子用孔２１に挿入されて回路基板４上の配線パターンに半田付けされる。
【００３０】
以上説明してきた本発明の端子金具１２およびこの端子金具１２を備えたモータＭによれば、端子金具１２に備えられた折返し片１７と対向面１８には、導線６を挟持したとき、導線６と電気的に接合するための第１セレーション１７０と第２セレーション１８０が設けられている。端子金具１２には、導線６を折返し片１７と対向面１８とで挟持した状態を保持するように、導線６を折返し片１７と端子金具１２の外面１７２、１２０に巻回するための巻回部１９が設けられている。
【００３１】
本発明では、第１セレーション１７０と第２セレーション１８０により導線６を挟持して導線６の被膜を破り、導線６の芯線と電気的に接合させ、巻回部１９を用いて折返し片１７の先端側と端子金具１２の外面１７２、１２０に巻回した導線６により折返し片１７の先端側を対向面１８に当接した状態に保持させる。このため、従来の端子金具のように、折返し片と対向面との間に所定の電圧を印加して導線と端子金具とを溶着する工程が不要になる。従って、端子金具１２に接合される導線６として、銅に比べて融点の低いアルミニウムなどの芯線を備えたものであっても、導線６が溶けて断線するおそれを防ぐことができる。また、端子金具１２では、特許文献１のようなＦクリンプ形状の圧着構造を用いることなく、巻回部１９を用いて折返し片１７の先端側と端子金具１２の外面１７２、１２０に巻回した導線６により折返し片１７の先端側を対向面１８に当接した状態で保持することで、導線６との接合部分のスプリングバックを防ぐことができる。
【００３２】
また、本発明の端子金具１２は、導線６を巻回した状態を保持するように、巻回部１９を巻回した導線６の引出部６Ａの終端部６ＡＣを係止するための係止部２０が設けられている。この結果、係止部２０に導線６の引出部６Ａの終端部６ＡＣが係止されることにより、折返し片１７の先端側と端子金具１２の外面１７２、１２０に巻回された導線６の引出部６Ａが緩まないようにすることができる。
【００３３】
また、本発明の端子金具１２では、折返し片１７の第１セレーション１７０と対向面１８の第２セレーション１８０が、導線６の引出部６Ａを挟んで、互いに向かい合わないように、互い違いに配置されている。この結果、第１セレーション１７０と第２セレーション１８０により、端子金具１２と導線６との接触面積が増え、導線６の電気的な接合性を向上することができる。また、第１セレーション１７０と第２セレーション１８０が導線６の一カ所に集中して挟持されないため、導線６が断線するおそれを小さくすることができる。
【００３４】
なお、本実施形態による端子金具１２では、接続部１４と挿入部１５との間（端子金具１２の中央部）を切起こして折返した折返し片１７を備えるようにしたが、本発明はこれに限らず、端子金具１２の一部、例えば、挿入部１５のある金属板材の他端側を切起こして折返した折返し片を備えるようにしてもよい。この場合、折返し片と対向する対向面と巻回部の位置も変わる。また、本実施形態による端子金具１２では、第１セレーション１７０と第２セレーション１８０が、導線６の引出部６Ａを挟んで、互いに向かい合わないように、互い違いに配置されているが、本発明はこれに限らず、第１セレーション１７０と第２セレーション１８０が、導線６の引出部６Ａを挟んで、互いに向かい合うように配置してもよい。
【符号の説明】
【００３５】
Ｍ  モータ
１  ステータ
１Ａ  ステータコア
２  ロータ
２Ａ  ロータコア
２Ｂ  回転軸
３  電子部品
４  回路基板
５  ブラケット
６  導線
６Ａ  引出部
６ＡＡ  始端側
６ＡＢ  終端側
６ＡＣ  終端部
７  インシュレータ
７Ａ  基部
８  基板支持部
９  放熱シート
１０  アルミブロック
１１  シリコン
１２  端子金具
１２０  外面
１３  端子台
１４  接続部
１５  挿入部
１６  突出片
１７  折返し片
１７０  第１セレーション
１７１  先端部
１７２  外面
１８  対向面
１８０  第２セレーション
１９  巻回部
１９１  切欠部
２０  係止部
２１  基板支持部用孔
２２  端子用孔
【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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