(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアに巻線を巻き付けし、巻線の端をコネクタ又は端子台に接続するモータにおいて、
前記巻線の端に取り付けた端子部材が前記コネクタ又は端子台にはんだ付けによって直接接続され、
該端子部材は、前記巻線の端を受容して通電カシメにて巻線を固着する巻線受容部を一端に有し、前記コネクタ又は端子台にはんだ付けによって直接接続される接続部を他端に有する、モータ構造。
【請求項２】
前記端子部材の接続部は棒状部であり、前記コネクタ又は端子台は該棒状部を挿入可能な穴部を有し、該棒状部が該穴部に挿入されてはんだ付けされる、請求項１に記載のモータ構造。
【請求項３】
前記端子部材の棒状部の径方向断面形状が非円形である、請求項２に記載のモータ構造。
【請求項４】
前記端子部材が、その周囲の部材と所定の距離以上離れる向きに配置されるか、或いは、前記端子部材が、その周囲の部材と所定の距離以上離れ、かつ前記端子部材のはんだ付けが容易となる向きに配置された、請求項２又は３に記載のモータ構造。
【請求項５】
前記コネクタ又は端子台の穴部は円筒形状を有し、前記端子部材の前記棒状部の径方向断面は前記穴部の径方向断面を外接円として部分的に有し、前記穴部と該穴部に挿入された前記棒状部との間に隙間を設けた、請求項３又は４に記載のモータ構造。
【請求項６】
前記コネクタ又は端子台の前記穴部は、その開口端において前記穴部より大径のザグリ穴を有する、請求項５に記載のモータ構造。
【請求項７】
前記コネクタ又は端子台の前記穴部が、該穴部とはんだ付けされた前記端子部材と共回りしないように構成された回転止め機構を有する、請求項６に記載のモータ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通電カシメした端子をコネクタ又は端子台に接続したモータ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステータコアに巻線を巻き付け、該巻線の端を端子台又はコネクタに接続する構造のモータでは、巻線の被膜を除去するために工数がかかる。この被膜除去の工数を短縮できる技術として通電カシメが挙げられる。通電カシメとは、巻線に端子を被せて、大きな電流を流すことで該巻線の被膜を焼き飛ばすことができる製造技術である。例えば、電動機を開示する特許文献１には、「電動機２０におけるステータ巻線の各相の口出線２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗの端末と中継部材１０の各相に対応する導電体又は導電部品１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗの端末は、通電カシメ部材２２によって、接続されている」と記載されている。
【０００３】
三相電動機を開示する特許文献２には、「はじめに図２（ａ）に示されるように、一つのコイル用リード線Ｂ１を突き合わせ端子３１の一端からその内部に挿入する。そして、通電カシメ機４０を使用して、突き合わせ端子３１をカシメ、それにより、コイル用リード線Ｂ１を突き合わせ端子３１に固定する（カシメ痕３１ｂを参照されたい）。次いで、対応するコネクタ用リード線Ａ１を突き合わせ端子３１の他端からその内部に挿入する。コネクタ用リード線Ａ１は、突き合わせ端子３１内部においてコイル用リード線Ｂ１に突き合わされるまで挿入される。これにより、コネクタ用リード線Ａ１はコイル用リード線Ｂ１に導通するようになる」と記載されている。
【０００４】
コイル端部と端子との接続を自動化する端子接続方法および端子接続装置を開示する特許文献３には、「通電カシメ装置１３８は、多関節アームを有するロボットであり、アーム先端には通電カシメを行うための可動電極１３８ａと固定電極１３８ｂとが設けられている。通電カシメ装置１３８は、可動電極１３８ａと固定電極１３８ｂとの間に端子２１０を挟み込み、通電することにより通電カシメを行う」と記載されている。
【０００５】
また、回転電機のステータを開示する特許文献４には、「一方、同相コイル接続ワイヤ２４の他端側は、同相のコイル１８ａ，１８ｂ（図１の場合、同相のコイル１８ａ，１８ｂは各２個すなわち合計４個存在する）を図２に示すように１個の相端子２８の環部分２８ａに挿入し、圧着や超音波溶接や通電カシメ等の手段を用いて接続固定する。この相端子２８は、コイル１８ａ（１８ｂ）がステータコア１６の所定のスロット１６ａに挿入された後、リング部分２８ｂを電力ケーブル端子台２０の対応する端子、例えばＵ相用の端子２０ａにネジ等の固定手段によって固定されることになる」と記載されている。
【０００６】
一方、省スペース化や部品点数の削減を企図した技術も開示されている。例えば、ステータ用接続端子を開示する特許文献５には、「図６ないし図８において、第１接続端子４５1 は、第１嵌合孔３９1 に嵌入、固定されて一端を第１嵌合孔３９1 から突出させる外部導線接続用端子部４８と、該外部導線接続用端子部４８の他端に一端が直角に連なる平板状の連結板部４９と、該連結板部４９の他端に連なるコイル接続用端子部５０とを一体に有して導電性金属から成るものであり、ステータ２１への組付前にあっては、コイル接続用端子部５０は外部導線接続用端子部４８とは反対方向すなわち第１嵌合孔３９1 への外部導線接続用端子部４８の嵌入時にはボビン３４から離反する方向で連結板部４９に直角に連なるものであるが、該連結板部４９に重なるようにコイル接続用端子部５０を折曲げることが可能である」と記載されている。
【０００７】
また電動機のコイル結線構造およびその結線方法を開示する特許文献６には、「図１は、本発明の一実施形態である銅などの通電カシメ可能な材料で形成される導電体１１の一端部が端子形状部１０として端子形状に加工され、他端部が電力入力部（コネクタ）１２に取り付けられたコイル結線構造の例である。導電体１１はステータコイルのコイルエンドの形状に沿うように成形されその形を保持することから、導電体１１が電動機の外側にはみだすことはない」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−３４３８３１号公報
【特許文献２】特開２００９−３０３３００号公報
【特許文献３】特開２０１０−１１０１６８号公報
【特許文献４】特開２０００−６９７０５号公報
【特許文献５】特開平１１−１５０９０４号公報
【特許文献６】特開２００８−２９５２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１には、ステータ巻線の口出線と導電部品とを重ね合わせた状態でスリーブ状の通電カシメ部材に通して通電カシメし、該導電部品を有する中継部材によって該口出線をコネクタに接続する旨が記載されており、また特許文献２には、コイル用リード線の一端とコネクタ用リード線の一端とを突き合わせ端子内で通電カシメによって両リード線を電気的に接続し、該コネクタ用リード線の他端をコネクタに接続する旨が記載されている。さらに、特許文献３には、コイル端部と端子との接続を自動化すべく、多関節アームを有するロボットを用いて通電カシメを行う旨が記載されている。
【００１０】
しかし特許文献１〜３はいずれも、巻線端に通電カシメされた端子と、コネクタ又は端子台との接続形態については詳細な言及がない。また特許文献４には、通電カシメによって複数の巻線の端に丸型端子を通電カシメし、該丸型端子を端子台に接続する旨が記載されているが、この該丸型端子と該端子台とはネジ止めによって接続されている。このように従来の方法では、コネクタに通電カシメされた端子のネジ止めや、巻線やリード線の引き回し、部品間の絶縁等のために、多くのスペースが必要となる場合がある。また、中継部材等を使用すると、部品点数が増加するという問題もある。
【００１１】
一方、特許文献５に記載の技術は、口出線の通電カシメを行うには接続用端子部がコアに巻き付けた巻線からある程度離れた位置に配置される必要があることを考慮して、該接続用端子を折り曲げ可能な特殊な構造とし、該口出線を通電カシメした後に該接続用端子部を折り曲げることによって省スペース化を図るものと解される。また特許文献６に記載の技術は、絶縁部材と導電体を組み込んだ専用の一体型コネクタを用いることにより、省スペース化を図るものと解される。しかしこのような特殊な構造の端子や一体型コネクタは高価なものになりやすいという問題がある。
【００１２】
そこで本発明は、通電カシメを用いた結線方法を採用しつつ、より安価かつ少ない部品点数で、容易に省スペース化を図れるモータ構造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】
【００１３】
上記目的を達成するために、第１の発明は、ステータコアに巻線を巻き付けし、巻線の端をコネクタ又は端子台に接続するモータにおいて、前記巻線の端に取り付けた端子部材が前記コネクタ又は端子台にはんだ付けによって直接接続され、該端子部材は、前記巻線の端を受容して通電カシメにて巻線を固着する巻線受容部を一端に有し、前記コネクタ又は端子台にはんだ付けによって直接接続される接続部を他端に有する、モータ構造を提供する。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、前記端子部材の接続部は棒状部であり、前記コネクタ又は端子台は該棒状部を挿入可能な穴部を有し、該棒状部が該穴部に挿入されてはんだ付けされる、モータ構造を提供する。
【００１５】
第３の発明は、第２の発明において、前記端子部材の棒状部の径方向断面形状が非円形である、モータ構造を提供する。
【００１６】
第４の発明は、第２又は第３の発明において、前記端子部材が、その周囲の部材と所定の距離以上離れる向きに配置されるか、或いは、前記端子部材が、その周囲の部材と所定の距離以上離れ、かつ前記端子部材のはんだ付けが容易となる向きに配置された、モータ構造を提供する。
【００１７】
第５の発明は、第３又は第４の発明において、前記コネクタ又は端子台の穴部は円筒形状を有し、前記端子部材の前記棒状部の径方向断面は前記穴部の径方向断面を外接円として部分的に有し、前記穴部と該穴部に挿入された前記棒状部との間に隙間を設けた、モータ構造を提供する。
【００１８】
第６の発明は、第５の発明において、前記コネクタ又は端子台の前記穴部は、その開口端において前記穴部より大径のザグリ穴を有する、モータ構造を提供する。
【００１９】
第７の発明は、第６の発明において、前記コネクタ又は端子台の前記穴部が、該穴部とはんだ付けされた前記端子部材と共回りしないように構成された回転止め機構を有する、モータ構造を提供する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、巻線と端子部材との通電カシメをコネクタ又は端子台から離して行うことができるので、通電カシメにより生じる熱がコネクタや端子台には伝わらず、部品の溶融や劣化が防止できる。また端子部材はコネクタ又は端子台にはんだ付けで直接接続されるため、別途の結合部材等を必要とせず、部品点数の削減や低コスト化が図れる。
【００２１】
コネクタ又は端子台に接続される端子部材の部分を棒状部とし、該棒状部を挿入可能な穴部をコネクタ又は端子台に設けることにより、いわゆるはんだカップと呼ばれる構成を利用してはんだ付けを容易に行うことができる。
【００２２】
端子部材の棒状部の径方向断面形状を非円形とすることにより、通電カシメ後の巻線受容部と棒状部との位置関係を一定にすることが容易となる。
【００２３】
端子部材をコネクタ又は端子台に挿入した際に、所定距離以上の間隔で端子部材を並べ、端子部材の向きを適宜変更することにより、端子間の距離を保持でき、はんだ付け作業が容易になる。
【００２４】
さらに、棒状部の径方向断面が穴部の径方向断面を外接円として部分的に有し、かつ穴部と該穴部に挿入された棒状部との間に隙間を設けることにより、穴部内ではんだが流動しやすくなり、該穴部内に空気が封入されない適切なはんだ付けが可能となる。
【００２５】
コネクタ又は端子台の穴部の開口端にザグリ穴を設けることにより、はんだの漏れ防止や、はんだ付けの条件の好適な制御が可能となる。
【００２６】
コネクタ又は端子台の穴部にいわゆる回り止めを付加することにより、端子部材をはんだ付けした後にコネクタ又は端子台の穴部が端子部材と共回りすることを防止し、端子間の絶縁距離を維持することが可能となる。また、半田付け時の作業も容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るモータ構造を示す外観斜視図である。
【図２】巻線の端部に取付ける端子部材の一例を示す図である。
【図３】図２の端子部材に通電カシメを施した状態を示す図である。
【図４】図１のモータ構造の部分断面図である。
【図５】巻線の端部に取付ける端子部材の他の例を示す図である。
【図６】巻線の端部に取付ける端子部材のさらなる他の例を示す図である。
【図７】第１の実施形態に係る端子部材の配置例を示す図である。
【図８】はんだ付け後の、端子部材と穴部の共回りを防止する回転止め機構の一例を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るモータ構造を示す外観斜視図である。
【図１０】第２の実施形態に係る端子部材の配置例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るモータ構造の基本構造を示す外観斜視図である。モータ構造１０は、ステータコア（図示せず）に巻線１２を巻き付け、巻線１２の一方の端部に通電カシメによって端子部材１４を取り付け、端子部材１４をはんだ付けによってコネクタ１６に直接接続する構造を有する。
【００２９】
図２は、通電カシメする前の端子部材１４の一実施形態を示す図である。端子部材１４は、少なくとも１本（図１の例では５本）の巻線１２の各々の一方の端部を受容する（図示例では略円筒状の）巻線受容部１８と、コネクタ１６又は後述する端子台にはんだ付けによって直接接続可能な接続部２０とを有し、図２の例では、巻線受容部１８は略円筒状の部材であり、接続部２０はコネクタ１６の接続穴に挿入可能に構成された棒状部である。なお巻線受容部１８と棒状部２０とは直接接続されてもよいが、図示例のように、テーパ状部分２２を介して互いに接続された構成であることが好ましい。また巻線受容部１８の中心軸２４と棒状部２０の中心軸２６とは、互いに平行であるが一致しない（すなわちオフセットしている）ことが好ましい。なお端子部材１４は、１枚の板状部材を所定形状に打ち抜いた後に丸めるという方法で比較的簡易に作製することができる。
【００３０】
図３は、図２の端子部材１４の巻線受容部１８に巻線１２を挿入し、通電カシメを施して端子部材１４と巻線１２とを接続した後の状態を示す図である。図３に示すように、通電カシメによって巻線受容部１８がその径方向に潰れ、受容した巻線１２を確実に固定する。なおこのような通電カシメ作業は、コネクタ１６や後述する端子台とは離れた場所で別途行うことができる。また上述のテーパ状部分２２により、カシメた後の巻線受容部１８から棒状部２０まで滑らかに寸法が減少する構造とすることができ、端子部材１４の強度向上が図れる。
【００３１】
図４は、端子部材１４とコネクタ１６との接続部分を拡大した部分断面図である。図３のように通電カシメを施された端子部材１４が、コネクタ１６にはんだ付けによって直接接続される。より詳細には、端子部材１４の棒状部２０を受容可能な穴部２８をコネクタ１６に設け、穴部２８に棒状部２０を挿入してはんだ付けを行う。図示例では、穴部２８を有する部材（いわゆるはんだカップ）３０を、コネクタ１６に接続すべき端子部材の個数（図示例では４つ）と同数だけコネクタ１６に設ける。
【００３２】
端子部材１４と巻線１２を通電カシメする作業は、コネクタ１６又は端子台から離れたところで行うことができるため、通電カシメにより生じる熱がコネクタ１６や端子台には伝わらず、故にコネクタ１６又は端子台の樹脂部分等の融点の低い部分が溶融したり、コネクタ１６又は端子台の通電部分のメッキが酸化したりするなどの不都合がなく、モータとしての信頼性が向上する。また、端子部材１４をコネクタ１６又は端子台に直接はんだ付けすることにより、少ない部品点数での接続が可能となる。
【００３３】
また、上述のように、端子部材１４の巻線挿入側と反対側を棒状部２０とし、コネクタ１６又は端子台に穴部２８を設け、棒状部２０を穴部２８に挿入してはんだ付けすることにより、はんだカップと呼ばれるはんだ付けに適した構造を利用して端子部材を容易に接続することができる。
【００３４】
コネクタ１６に接続される端子部材１４の部分の形状は、コネクタにはんだ付けにて直接接続できるものであればどのようなものでもよいが、図２に示したように、端子部材１４の棒状部２０の長手方向の断面形状が円形ではないことが好ましい。例えば図２の端子部材１４の棒状部２０は、略三角形（より詳細には角部が丸みを備えた三角形）の断面形状を有する。このような構造によれば、巻線受容部１８及び棒状部２０の中心軸がオフセットしている場合に、通電カシメによって扁平に潰された巻線受容部１８と棒状部２０との位置関係を常に一定にできる。すなわち、通電カシメをロボット等を用いて自動で行う場合、棒状部が単純な円柱であると端子部材（棒状部）を保持する際の中心軸回りの角度位置が定まらず、扁平になった巻線受容部と棒状部との位置関係が端子部材毎に異なる可能性があるが、棒状部が角柱であればその平面を利用して端子部材を一定の姿勢（角度位置）に保持できるので、通電カシメ後の巻線受容部と棒状部との位置関係を一定にできる。また巻線受容部と棒状部との位置関係が一定であることは、複数の端子部材を同一形状にできることを意味するので、図１のように複数の穴部２８の配置間隔が比較的小さい場合であっても、巻線受容部１８同士が干渉することもない。
【００３５】
なお図２には、棒状部２０が円柱ではない例として三角柱が記載されているが、他の形状も可能である。例えば図５に示す端子部材１４ａの棒状部２０ａは、略四角柱、すなわち断面形状が略四角形（より詳細には角部が丸みを備えた四角形）である。また図６に示す端子部材１４ｂの棒状部２０ｂは、円柱の一部をその軸方向に沿って平面状に切除した形状、すなわち円形の一部（図示例では径方向反対側の２箇所）を直線状に切除した断面形状を有する。
【００３６】
図７（ａ）〜（ｅ）は、コネクタ１６を上から見た図であり、本発明の端子部材１４の配置例として、端子部材１４が、その周囲の部材と所定の距離以上離れる向きに配置されるか、或いは、端子部材１４が、その周囲の部材と所定の距離以上離れ、かつ端子部材１４のはんだ付けが容易となる向きに配置された例を示す。具体的には、隣接する端子部材１４間を所定の距離以上離して配置し、端子部材１４の通電カシメを行った巻線受容部１８の向きを種々変更した例を示している。このような構成により、端子部材１４間の絶縁、及び端子部材１４とコネクタを接続するハウジングとの絶縁に必要な距離を確保することができる。また特に、図７（ａ）及び（ｂ）では、はんだ付け作業時に、矢印４２で示すはんだごての移動軌跡が端子部材毎に接近しているので、はんだごての移動量が少なくて済み、効率的である。
【００３７】
端子部材の断面形状が図２、図５及び図６に示すような非円形であり、かつコネクタ１６の穴部２８が円筒形状である場合、端子部材の棒状部を該穴部にがたを抑制して挿入することができる。具体的には、端子部材の棒状部の断面形状を、穴部２８の径方向断面（すなわち円）を外接円として部分的に有する非円形形状とする。換言すれば図２、図５及び図６に示す棒状部２０、２０ａ及び２０ｂはそれぞれ、穴部２８の断面形状に相当する円の外周部の３箇所、４箇所及び２箇所を切除した断面形状を有する。このようにすれば、棒状部を穴部に挿入する際に、該穴部の内壁と該棒状部の切除されていない部分とを当接させてがたつきのない挿入ができる一方、挿入後には該穴部の内壁と該棒状部の切除部分との間に所定の隙間ができ、穴部内ではんだが流動しやすく、穴部内に空気が封入されることなく、適切なはんだ付けが可能となる。
【００３８】
また、図４に示すように、穴部２８は、その開口端において拡径されていること、具体的には開口端においてはんだカップ３０に、穴部２８より大径のザグリ穴３２を設けることが好ましい。このようにすれば、ザグリ穴３２にはんだが溜り、はんだカップ３０の外にはんだが漏れることが防止される。またはんだが端子部材１４とはんだカップ３０と接触しているため熱が伝わり易くなり、はんだ付けする部材の加熱時間やはんだ流量などの条件をコントロールし易くすることができ、はんだ付けが容易になる。
【００３９】
図８は、端子部材をはんだ付け後の、端子部材と穴部の共回りを防止する回転止め機構の一例を示す図である。具体的には、はんだ付けを行った後に端子部材１４と穴部２８が共回りして、端子部材１４の向きが変わってしまうのを防ぐために、穴部２８を有するスリーブ状部材３４に、単純な円筒形状ではない（例えば四角柱のような多角柱形状の）凸部３６を設け、一方、スリーブ状部材３４が挿入されるコネクタ１６側には、固定部３６と概ね相補形状（図示例では四角柱状の中空部を有する）凹部３８を設け、凸部３６と凹部３８とを嵌合させることにより共回りを防止する。このような回転止め機構によれば、端子部材１４を穴部２８に対して回転させる力が巻線１２等に加わったとしても、端子部材と穴部の共回りを防止することができる。
【００４０】
図９は、本発明の第２の実施形態に係るモータ構造を示しており、具体的には端子部材１４がコネクタ１６ではなく端子台４０に接続されている。端子台４０は、上述のコネクタ１６と同様にはんだカップ３０を備えており、故に端子部材１４の接続形態も図１のものと同様でよいので詳細な説明は省略する。なお図９では端子部材１４が端子台４０に対して横方向に接続されているが、はんだ付け作業を行う際は、図１に示したように端子部材１４が上方からはんだカップ３０に接続されるように端子台の姿勢を変更することが好ましい。
【００４１】
図１０（ａ）〜（ｃ）は、端子台４０を正面から見た図であり、本発明の第２の実施形態に係る端子部材１４の配置例として、端子部材１４が、その周囲の部材と所定の距離以上離れる向きに配置されるか、或いは、端子部材１４が、その周囲の部材と所定の距離以上離れ、かつ端子部材１４のはんだ付けが容易となる向きに配置された例を示す。具体的には、隣接する端子部材１４間を所定の距離以上離して配置し、端子部材１４の通電カシメを行った巻線受容部１８の向きを種々変更した例を示している。このような構成により、端子部材１４間の絶縁に必要な距離を確保することができる。またはんだ付けの作業時に、矢印４４で示されるはんだごての移動軌跡が図１０（ａ）〜（ｃ）のいずれにおいても同一方向であるので、効率的にはんだ付け作業を行うことができる。
【符号の説明】
【００４２】
１０    モータ構造
１２    巻線
１４    端子部材
１６    コネクタ
１８    巻線受容部
２０    棒状部
２８    穴部
３０    はんだカップ
３２    ザグリ穴
３４    スリーブ状部材
３６    凸部
３８    凹部
４０    端子台
【要約】
【課題】通電カシメを用いた結線方法を採用しつつ、より安価かつ少ない部品点数で、容易に省スペース化を図れるモータ構造の提供。
【解決手段】モータ構造１０は、ステータコアに巻線１２を巻き付け、巻線１２の一方の端部に通電カシメによって端子部材１４を取り付け、端子部材１４をはんだ付けによってコネクタ１６に直接接続する構造を有する。端子部材１４は、少なくとも１本の巻線１２の各々の一方の端部を受容する巻線受容部１８と、コネクタ１６又は後述する端子台にはんだ付けによって直接接続可能な接続部２０とを有する。巻線受容部１８は略円筒状の部材であり、接続部２０はコネクタ１６の接続穴に挿入可能に構成された棒状部である。
【選択図】図１【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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