特許第5988084号(P5988084)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5988084
(24)【登録日】2016年8月19日
(45)【発行日】2016年9月7日
(54)【発明の名称】モータ
(51)【国際特許分類】
   H02K 3/50 20060101AFI20160825BHJP
【FI】
   H02K3/50 A
【請求項の数】3
【全頁数】8
(21)【出願番号】特願2012-76151(P2012-76151)
(22)【出願日】2012年3月29日
(65)【公開番号】特開2013-207965(P2013-207965A)
(43)【公開日】2013年10月7日
【審査請求日】2015年2月27日
(73)【特許権者】
【識別番号】000006611
【氏名又は名称】株式会社富士通ゼネラル
(74)【代理人】
【識別番号】100076255
【弁理士】
【氏名又は名称】古澤 俊明
(74)【代理人】
【識別番号】100177895
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 一範
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 孝史
【審査官】 三澤 哲也
(56)【参考文献】
【文献】 特開昭52−098901(JP,A)
【文献】 特開平02−237104(JP,A)
【文献】 特開2009−142096(JP,A)
【文献】 米国特許出願公開第2011/0035933(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H02K 3/50
H01R 4/02
H02K 15/04
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
固定子鉄心と、この固定子鉄心と対向して回転する回転子と、前記固定子鉄心に巻回されたモータコイルとを具備し、前記モータコイルは、アルミ線からなり、このアルミ線の引き出し線端部を挿入するためのアルミ線挿入部と半田付けランドとを有する接続基板にて、前記アルミ線の引き出し線端部と外部から電力を供給するための銅線からなるリード線とを半田付け接続するモータであって、前記アルミ線はアルミ芯線が樹脂被膜で被膜されており、この樹脂被膜を剥離したアルミ芯線にフラックスが塗布されており、このフラックスが塗布された部分にアルミ用半田が半田付けされており、前記半田付けランドは、前記アルミ線挿入部から隙間をもって形成され、前記アルミ芯線のアルミ用半田を半田付けした部分と前記リード線と銅用半田で半田付けされており、アルミ芯線におけるアルミ用半田を塗布した部分と樹脂被膜との間のアルミ用半田を塗布していない基部が、前記半田付けランドと前記アルミ線挿入部の間に位置していることを特徴とするモータ。
【請求項2】
モータは誘導モータであり、前記固定子鉄心と前記モータコイルと共に前記基部を含む前記接続基板をワニスで覆ったことを特徴とする請求項1記載のモータ。
【請求項3】
前記基部、熱硬化性樹脂からなるシール部材で少なくとも覆うように塗布されており、前記固定子鉄心と前記モータコイルと共に前記基部を含む前記接続基板加熱されており、前記固定子鉄心と前記モータコイルと共に前記接続基板ワニスで覆われていることを特徴とする請求項1又は2記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アルミ線からなるモータコイルとリード線とを接続基板を用いて半田付けで接続したモータに関するものである。
【背景技術】
【0002】
特許文献1によれば、近時、モータコイルは、銅線の高騰によりアルミ線(アルミ単独線又はアルミの合金線、以下同じ)が用いられるようになってきた。このようなアルミ線とリード線(銅線)を半田付けで接続するには、アルミ線により構成されているモータコイルの引き出し端部をリード線の端部に絡げて半田付けする方法と、半田付けに代えて予めワニス処理されたセミキュアースリーブ又はシートで接続部を包被する方法が記載されている。
【0003】
図4は、誘導モータ10を示しており、モータコイル14を巻き付けた固定子鉄心11の内径側には、回転軸13を有する回転子12を配置し、図示しない軸受を介して図示しないモータブラケットに対して回転軸13を軸受で回転自在に取り付けたものである。
前記モータコイル14として用いられているアルミ線18は、リード線19に絡げて半田付けされ、半田付け部分は、収縮チューブ20で被覆されるものである。
【0004】
従来は、アルミ線18とリード線19に絡げて半田付けするには、図5に示すような方法で行っていた。
(a)アルミ線18の樹脂被膜23は、アルミ芯線22に対し焼き付けにより密着しており、この樹脂被膜23を剥離してアルミ芯線22を露出させる。これに対し、リード線19の樹脂被覆25は、密着することなく単に覆われているだけであり、この樹脂被覆25を剥離して銅芯線24を露出させる。
(b)アルミ線18のアルミ芯線22をリード線19の銅芯線24に絡げる。
(c)この絡げた部分をアルミ用フラックス26の槽に浸漬し、アルミ用フラックス26を塗布する。フラックスには、次の役割がある。
(1)洗浄(金属表面の酸化物を遊離させる)
(2)酸化防止(空気との間に薄い膜を作って、半田と母材表面を保護)
(3)濡れ促進(界面張力を減らし、半田を広がり易くする)
リード線19の樹脂被覆25は、密着することなく覆われているだけであるため、酸化力の強いアルミ用フラックス26は、樹脂被覆25と銅芯線24の隙間に侵入する。
(d)アルミ用フラックス26の塗布した部分をアルミ用半田槽に浸漬してアルミ用半田27を半田付けする。半田付けした部分以外のアルミ用フラックス26の残渣を洗浄するため、アルコールや水につけ、かつ、布などで拭き取る。
(e)半田付け部分に空気の遮断と絶縁のための収縮チューブ20を嵌め込み、ヒーターで加熱して収縮させ接続部分に密着させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開昭52−98901号公報。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
前記従来の方法では、次のような問題点があった。
(1)リード線19の樹脂被覆25は、密着することなく覆われているだけであるため、酸化力の強いアルミ用フラックス26は、樹脂被覆25と銅芯線24の隙間に侵入することにより、銅芯線24が腐食し、断線の恐れがあること。
(2)以下の各工程が必要であり、作業工数が多いこと。すなわち、アルミ線18のアルミ芯線22をリード線19の銅芯線24に絡げる工程、この絡げた部分をアルミ用フラックス26の槽に浸漬し、アルミ用フラックス26を塗布する工程、アルミ用フラックス26の塗布した部分をアルミ用半田槽に浸漬してアルミ用半田27を半田付けする工程、酸化力の強いアルミ用フラックス26が樹脂被覆25と銅芯線24の隙間に侵入しているのを除去する工程、半田付け部分に空気の遮断と絶縁のための収縮チューブ20を嵌め込み、ヒーターで加熱して収縮させ接続部分に密着させる工程、及び、接続部分をモータコイルのコイルエンドに固定する工程。
【0007】
本発明は、モータコイルを構成するアルミ線と銅線からなるリード線を、接続基板を用いて接続するときにおける半田付けによる接続の品質、接続の作業性に優れたモータを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明によるモータは、固定子鉄心11と、この固定子鉄心11と対向して回転する回転子12と、前記固定子鉄心11に巻回されたモータコイル14とを具備し、前記モータコイル14は、アルミ線18からなり、このアルミ線18の引き出し線端部を挿入するためのアルミ線挿入部33と半田付けランド31とを有する接続基板21にて、前記アルミ線18の引き出し線端部と外部から電力を供給するための銅線からなるリード線19とを半田付け接続するモータ10であって、前記アルミ線18はアルミ芯線22が樹脂被膜23で被膜されており、この樹脂被膜23を剥離したアルミ芯線22にフラックス26が塗布されており、このフラックス26が塗布された部分にアルミ用半田27が半田付けされており、前記半田付けランド31は、前記アルミ線挿入部33から隙間aをもって形成され、前記アルミ芯線22のアルミ用半田27を半田付けした部分と前記リード線19と銅用半田28で半田付けされており、アルミ芯線22におけるアルミ用半田27を塗布した部分と樹脂被膜23との間のアルミ用半田27を塗布していない基部22aが、前記半田付けランド31と前記アルミ線挿入部33の間に位置していることを特徴とする。
【0009】
モータ10は誘導モータであり、前記固定子鉄心11と前記モータコイル14と共に前記基部22aを含む前記接続基板21をワニス36で覆ったことを特徴とする。
【0010】
前記基部22a、熱硬化性樹脂からなるシール部材30で少なくとも覆うように塗布されており、前記固定子鉄心11と前記モータコイル14と共に前記基部22aを含む前記接続基板21加熱されており、前記固定子鉄心11と前記モータコイル14と共に前記接続基板21ワニス36で覆われていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
請求項1記載の発明によれば、固定子鉄心と、この固定子鉄心と対向して回転する回転子と、前記固定子鉄心に巻回されたモータコイルとを具備し、前記モータコイルは、アルミ線からなり、このアルミ線の引き出し線端部を挿入するためのアルミ線挿入部と半田付けランドとを有する接続基板にて、前記アルミ線の引き出し線端部と外部から電力を供給するための銅線からなるリード線とを半田付け接続するモータであって、前記アルミ線はアルミ芯線が樹脂被膜で被膜されており、この樹脂被膜を剥離したアルミ芯線にフラックスが塗布されており、このフラックスが塗布された部分にアルミ用半田が半田付けされており、前記半田付けランドは、前記アルミ線挿入部から隙間をもって形成され、前記アルミ芯線のアルミ用半田を半田付けした部分と前記リード線と銅用半田で半田付けされており、アルミ芯線におけるアルミ用半田を塗布した部分と樹脂被膜との間のアルミ用半田を塗布していない基部が、前記半田付けランドと前記アルミ線挿入部の間に位置しているので、次の作用効果を有する。
(1)リード線に酸化力の強いアルミ用フラックスを塗布しないので、樹脂被覆と銅芯線の隙間に侵入せず、銅芯線の腐食、断線の恐れがなくなる。また、基部が接続基板上に位置するためシール部材やワニスを塗布しやすくなり、基部の酸化や腐食を確実に防止できる。
(2)接続の作業工程を大幅に削減できる。
【0012】
請求項2記載の発明によれば、モータは誘導モータであり、前記固定子鉄心と前記モータコイルと共に前記基部を含む前記接続基板をワニスで覆ったので、モータコイルの基部を接続基板の上でワニスによって覆うことができ、基部の酸化や腐食を防止できる。
【0013】
請求項3記載の発明によれば、前記基部、熱硬化性樹脂からなるシール部材で少なくとも覆うように塗布されており、前記固定子鉄心と前記モータコイルと共に前記基部を含む前記接続基板加熱されており、前記固定子鉄心と前記モータコイルと共に前記接続基板ワニスで覆われているので、ワニス含浸前の加熱によりシール部材を硬化することができると共に、加熱によりモータコイルの線間にもワニスが含浸できてモータコイルの絶縁や放熱性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
図1】本発明によるモータにおいて、アルミ線からなるモータコイルとリード線との接続のために使用される接続基板21の一実施例を示す正面図である。
図2】本発明によるモータにおいて、接続基板21を用いてアルミ線18とリード線19を半田付けする工程図である。
図3】アルミ線18とリード線19を接続基板21を介在して半田付けし、モータに取り付けた例を示す断面図である。
図4】アルミ線18とリード線19を絡げて半田により接続した例を示すモータの断面図である。
図5】アルミ線18とリード線19を絡げて半田により接続する工程の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明によるモータは、固定子鉄心11と、この固定子鉄心11と対向して回転する回転子12と、前記固定子鉄心11に巻回されたモータコイル14とを具備し、前記モータコイル14は、アルミ線18からなり、このアルミ線18の引き出し線端部を挿入するためのアルミ線挿入部33と半田付けランド31とを有する接続基板21にて、前記アルミ線18の引き出し線端部と外部から電力を供給するための銅線からなるリード線19とを半田付け接続するモータ10であって、前記アルミ線18はアルミ芯線22が樹脂被膜23で被膜されており、この樹脂被膜23を剥離したアルミ芯線22にフラックス26を塗布してアルミ用半田27を半田付けし、前記半田付けランド31は、前記アルミ線挿入部33から隙間aをもって形成され、前記アルミ芯線22のアルミ用半田27を半田付けした部分と前記リード線19とを銅用半田28で半田付けする際、アルミ芯線22におけるアルミ用半田27を塗布した部分と樹脂被膜23との間のアルミ用半田27を塗布していない基部22aを、半田付けランド31とアルミ線挿入部33の間に位置させる。
【0016】
モータ10は、誘導モータであり、前記固定子鉄心と前記モータコイルと共に前記基部を含む前記接続基板を、ワニス36で覆う。また、前記基部22aを、熱硬化性樹脂からなるシール部材30で少なくとも覆うように塗布したうえで、前記固定子鉄心11と前記モータコイル14と共に前記基部22aを含む前記接続基板21を加熱し、かつ、前記固定子鉄心11と前記モータコイル14と共に前記接続基板21をワニス36で覆う。
【0017】
なお、ワニスは、モータコイルを固めると共にモータコイルの放熱性を高め、さらに、モータコイルの線間を絶縁すると共に固定子鉄心を錆から防ぐことを目的として、特に誘導モータでよく用いられる。
【実施例1】
【0018】
図1において、本発明のアルミ線からなるモータコイルと外部から電力等を供給するための銅線からなるリード線との接続機構に用いられる接続基板21は、FRP(ガラス繊維補強の合成樹脂)などの絶縁板からなり、横長のランド面部34と、固定子鉄心11におけるモータコイル14の取り付け孔に差し込まれる下向きの2本の脚部35とを有し、前記ランド面部34の上端部に、リード線19が挿入されるリード線挿入部32が複数設けられている。このリード線挿入部32の底部には、モータコイル14から引き出されたアルミ線18が挿入されるアルミ線挿入部33が設けられている。このアルミ線挿入部33の底から隙間aだけ離し、かつ、リード線挿入部32とアルミ線挿入部33と対峙するように複数の半田付けランド31が形成されている。
【0019】
このような接続基板21を用いてリード線19とモータコイル14とを半田付けする工程は、以下の通りである。
アルミ線18(アルミ単独線又はアルミの合金線を含むものとする)は、つぎの前処理が行われる(図2)。
(a)アルミ線18の樹脂被膜23は、焼き付けによりアルミ芯線22に密着しており、このアルミ線18の樹脂被膜23を剥離してアルミ芯線22を露出させる。剥離するには、アルミ線18をアルミ半田槽に入れて溶融する方法、ローラを使用した剥離機等により剥離する方法等がある。また、リード線19の樹脂被覆25は、銅芯線24に密着することなく単に覆われているだけであり、この樹脂被覆25を剥離して銅芯線24を露出させる。
(b)アルミ線18のアルミ芯線22をアルミ用フラックス槽に浸漬し、アルミ用フラックス26を塗布する。リード線19にはアルミ用フラックスを塗布しない。
(c)アルミ用のフラックス26を塗布したアルミ芯線22部分をアルミ用半田槽に浸漬してアルミ用半田27を半田付けする。アルミ用半田27を半田付けした部分以外のアルミ用フラックス26の残渣を洗浄するため、水につけ、かつ、布などでその残渣を拭き取る。アルミ線18は、リード線19に絡げていないので、簡単に、かつ、十分にアルミ用フラックス26の残渣を除去することができる。フラックスの洗浄液は、水に限られず、フラックスの種類によりアルコールや他の溶剤などを用いることができる。なお、アルミ用半田27を半田付けする際、アルミ線18の樹脂被膜18とアルミ用半田27を半田付けした部分との間に、アルミ用半田が半田付けされずアルミ芯線22がむき出しになる部分(基部22a)が残ることがある。これは、アルミ用フラックス26の塗布が基部22aで不十分であったり、アルミ用半田27の半田付けが不十分であったりすることが原因である。この基部22aを放置すると酸化や腐食のおそれがあるため、以下に述べるシール部材30やワニス36により覆う。
【0020】
(d)アルミ線18を接続基板21のアルミ線挿入部33に仮固定するとともに、リード線19を接続基板21のリード線挿入部32に仮固定し、アルミ線18とリード線19とを一緒に半田付けランド31の上に銅用半田28で半田付けする。このとき、アルミ用半田27の形成されていないアルミ芯線22の基部22aは、アルミ線挿入部33と半田付けランド31の隙間a上に位置させて半田付けすることが望ましい。基部22aを隙間a上に位置させることで、基部22aが確実に基板上に配置されるため、以下に述べるシール部材30やワニス36により基部22aを確実に覆うことができる。
半田付け後、アルミ芯線22の基部22aをシール部材30で覆い、140℃程度に加熱してシール部材30を硬化することにより半田付け部分を密封して空気を遮断するとともに、絶縁する。シール部材30は、アルミ芯線22の基部22aだけでなく、接続基板21全体を覆ってもよい。
【0021】
シール部材30で覆った後、全てのアルミ線18とリード線19を束ねて誘導モータ10のモータコイル14のコイルエンド上に載せて絶縁紐などで縛った後、図3の2点鎖線で示すように、固定鉄心11とモータコイル14と接続基板21とを、ワニス36に含浸してワニス36で覆う。このワニス36は、基部22aをシール部材30で覆った後、その上から覆うようにしてもよいし、シール部材30を省略してワニス36だけで基部22aを覆ってもよい。固定鉄心11とモータコイル14と接続基板21を、ワニス36に含浸する前に予熱により加熱させておくことが好ましい。ワニス36に含浸する前に加熱することで、モータコイルの線間にもワニス36を含浸できてモータコイルの絶縁や放熱性を高めることができる。また、前記シール部材30を熱硬化性樹脂とすれば、ワニス含浸前の加熱によりシール部材を硬化することができる。
【0022】
以上のように、接続基板21を用いてリード線19とモータコイル14とを半田付けすると共にワニス36で覆うことにより、図2に示すような収縮チューブ20を使用しないで済み、また、接続部分をコイルエンドに固定する必要がなくなる。前記シール部材30には、熱硬化性のエポキシ樹脂を用い、半硬化(Bステージ)状態で塗布した後、ワニス含浸前の加熱により硬化させるようにすれば作業性がよい。
【符号の説明】
【0023】
10…誘導モータ、11…固定子鉄心、12…回転子、13…回転軸、14…モータコイル、18…アルミ線、19…リード線、20…収縮チューブ、21…接続基板、22…アルミ芯線、23…樹脂被膜、24…銅芯線、25…樹脂被覆、26…アルミ用フラックス、27…アルミ用半田、28…銅用半田、29…銅用フラックス、30…シール部材、31…半田付けランド、32…リード線挿入部、33…アルミ線挿入部、34…ランド面部、35…脚部、36…ワニス。
図1
図2
図3
図4
図5