特許 7153944 ステータユニットの製造方法及びステータユニット

(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】

(24)【登録日】2022-10-06

(45)【発行日】2022-10-17

(54)【発明の名称】ステータユニットの製造方法及びステータユニット

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/52 20060101AFI20221007BHJP

   H02K 15/04 20060101ALI20221007BHJP

   H02K 5/22 20060101ALI20221007BHJP

【ＦＩ】

H02K3/52 E

H02K15/04 E

H02K5/22

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020159630

(22)【出願日】2020-09-24

(65)【公開番号】P2022053045

(43)【公開日】2022-04-05

【審査請求日】2021-06-09

(73)【特許権者】

【識別番号】391002166

【氏名又は名称】株式会社不二工機

(74)【代理人】

【識別番号】110000062

【氏名又は名称】特許業務法人第一国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】矢沢 将志

(72)【発明者】

【氏名】大森 絵理

【審査官】稲葉 礼子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１４６２９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１３７３１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２１２１１４９５６（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ３／５２

Ｈ０２Ｋ １５／０４

Ｈ０２Ｋ ５／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステータコイルを覆うカバーの外周から第１の方向に突出した複数本の端子ピンに、前記第１の方向に交差する第２の方向に沿って延在する複数本のリード線の被覆部から露出した芯線を、それぞれ所定の長さにわたって沿わせて、はんだ付けする工程と、
筐体状の遮蔽体に備えた絶縁体を、隣接する前記端子ピンの間に挿入する工程と、
前記遮蔽体の内部空間の少なくとも一部を充填物で満たす工程と、を有する、
ことを特徴とするステータユニットの製造方法。

【請求項2】

前記絶縁体は、前記遮蔽体内部において、前記遮蔽体を前記カバーに組み付ける方向に沿って延在する、
ことを特徴とする請求項１に記載のステータユニットの製造方法。

【請求項3】

前記端子ピンの先端部と、前記リード線の被覆部から露出した芯線のうち少なくとも一方を折り曲げて互いに当接させる、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のステータユニットの製造方法。

【請求項4】

前記端子ピンのうち少なくとも２本の端子ピンを、短絡部材を介して短絡する、
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のステータユニットの製造方法。

【請求項5】

前記端子ピンのうち少なくとも２本の端子ピンを、前記リード線の芯線を介して短絡する、
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のステータユニットの製造方法。

【請求項6】

ステータコイルを覆うカバーの外周から第１の方向に突出した複数本の端子ピンと、
前記第１の方向に交差する第２の方向に沿って延在する複数本のリード線と、
前記第１の方向及び前記第２の方向に沿って延在する板状の絶縁体を内部に備えた筐体状の遮蔽体と、を有し、
前記端子ピンの先端部と、前記リード線の被覆部から露出した芯線のうち少なくとも一方が折り曲げられ、所定の長さにわたって、はんだ付けされており、
前記絶縁体は、隣接する前記端子ピンの間に挿入されており、
前記遮蔽体の内部空間の少なくとも一部が充填物で満たされている、
ことを特徴とするステータユニット。

【請求項7】

前記端子ピンのうち少なくとも２本の端子ピンを短絡する短絡部材を有する、
ことを特徴とする請求項６に記載のステータユニット。

【請求項8】

前記端子ピンのうち少なくとも２本の端子ピンが、前記リード線の芯線を介して短絡する、
ことを特徴とする請求項６に記載のステータユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ステータユニットの製造方法及びステータユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、流体の配管系統の途中に配置し、流体の流路の開閉や流量制御を行う電動弁などを駆動するために、ボビンにコイルを巻回したステータユニットが用いられている。

【0003】

特許文献１には、コイルと導通接続されたピン端子と、リード線とが、リード線接続用配線基板を介して接続されたステータユニットが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００６－３３３６６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の電動弁において、ピン端子とリード線との接続のためにリード線接続用配線基板を使用すると、はんだ付け箇所が多くなり、コストの増大やステータユニットの大型化を招くという問題がある。

【0006】

本発明は、コストを抑制するとともに、ステータユニットの小型化を図ることができるステータユニットの製造方法及びステータユニット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】

【0007】

本発明にかかるステータユニットの製造方法は、
ステータコイルを覆うカバーの外周から第１の方向に突出した複数本の端子ピンに、前記第１の方向に交差する第２の方向に沿って延在する複数本のリード線の被覆部から露出した芯線を、それぞれ所定の長さにわたって沿わせて、はんだ付けする工程と、
筐体状の遮蔽体に備えた絶縁体を、隣接する前記端子ピンの間に挿入する工程と、
前記遮蔽体の内部空間の少なくとも一部を充填物で満たす工程と、を有することを特徴とする。

【0008】

本発明にかかるステータユニットは、
ステータコイルを覆うカバーの外周から第１の方向に突出した複数本の端子ピンと、
前記第１の方向に交差する第２の方向に沿って延在する複数本のリード線と、
前記第１の方向及び前記第２の方向に沿って延在する板状の絶縁体を内部に備えた筐体状の遮蔽体と、を有し、
前記端子ピンの先端部と、前記リード線の被覆部から露出した芯線のうち少なくとも一方が折り曲げられ、所定の長さにわたって、はんだ付けされており、
前記絶縁体は、隣接する前記端子ピンの間に挿入されており、
前記遮蔽体の内部空間の少なくとも一部が充填物で満たされている、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、コストを抑制するとともに、ステータユニットの小型化を図ることができるステータユニットの製造方法及びステータユニットを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本実施の形態にかかるステータユニットを示す縦断面図である。

【図2】図２は、本実施の形態にかかるステータユニットを底面視した図である。

【図3】図３は、図１のＡ－Ａ線における断面を平面視した図である。

【図4】図４は、図３のＢ－Ｂ線における断面を側面視した図である。

【図5】図５は、ステータユニットの製造工程を説明するための図である。

【図6】図６は、ステータユニットの製造工程を説明するための図である。

【図7】図７は、ステータユニットの製造工程を説明するための図である。

【図8】図８は、ステータユニットの製造工程を説明するための図である。

【図9】図９は、ステータユニットの製造工程を説明するための図である。

【図10】図１０は、ステータユニットの製造工程を説明するための図である。

【図11】図１１は、変形例にかかるステータユニットの図３と同様な図である。

【図12】図１２は、変形例にかかるステータユニットの図４と同様な図である。

【図13】図１３は、他の変形例にかかるステータユニットの図１０と同様な図である。

【図14】図１４は、他の変形例にかかるステータユニットの図１０と同様な図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、本発明のステータユニットは、例えば電動弁の駆動用として用いることができるが、用途はそれに限られない。

【0012】

（ステータユニットの構造）
図１は、ステータユニット１０を示す縦断面図であり、図２は、ステータユニット１０を底面視した図であるが、充填用のエポキシ樹脂は省略している。ステータユニット１０は、例えば自動車等の冷凍サイクル等における冷媒（流体）の流量制御を行う電動弁の駆動用として用いられる。ここで、ステータユニット１０の上下方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向に直交する方向をＹ軸方向とし、Ｚ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向をＸ軸方向とする。

【0013】

ステータユニット１０は、一対のボビン１２とステータコイル１３を囲うヨーク１１を樹脂モールド部１４によってモールドされている。樹脂モールド部１４の外周の取り付け部１４ａに、筐体状である樹脂製の遮蔽体２０が取り付けられている。また、樹脂モールド部１４には、電動弁のキャンに装着されたときにキャンの上端部を覆う天井部１４ｂが形成されている。

【0014】

遮蔽体２０は、上壁２１と、上壁２１の三辺から図１でＺ軸方向下方に延在する側壁２２とを連設してなる。このため、遮蔽体２０は、樹脂モールド部１４側（Ｙ軸方向左側）の側壁と、底壁とを有しない形状である。遮蔽体２０を取り付け部１４ａに取り付けることで、上壁２１及び側壁２２の側縁が取り付け部１４ａに当接し、それにより遮蔽体２０は底側のみが開口することとなる。

【0015】

また、矩形板状である５枚のリブ２３が、取り付け部１４ａに対向する側壁２２及び上壁２１の一部に連設されており、互いに平行にＺ軸方向及びＹ軸方向に沿って延在している。リブ２３が板状の絶縁体を構成する。

【0016】

図３は、図１のＡ－Ａ線における断面を平面視した図である。図４は、図３のＢ－Ｂ線における断面を側面視した図である。

【0017】

樹脂モールド部１４（図１）には、ステータコイル１３に連結された６本の端子ピン１５の一端側が埋設されている。端子ピン１５の他端側は、Ｙ軸方向に沿って取り付け部１４ａから遮蔽体２０の内部へと突出している。各リブ２３は、隣接する端子ピン１５の間に非接触で配置されている。端子ピン１５は角筒状の断面形状を有し、その先端部１５ａは図１に示すようにＺ軸方向上方に折り曲げられている。

【0018】

図３において、並び方向（Ｘ軸方向）において最も内側の２本の端子ピン１５に対し、金属製の短絡部材１６の両端が、先端部１５ａ以外の位置に当接し、はんだ付けされている。短絡部材１６は、短絡した２本の端子ピン１５を同電位に維持するためのものである。

【0019】

図４において、リード線１７は、樹脂製の被覆部１７ａと、被覆部１７ａに覆われる金属製の芯線１７ｂとを有し、芯線１７ｂの端部は被覆部１７ａが除去されて露出している。露出した芯線１７ｂの端部が、折り曲げられた端子ピン１５の先端部１５ａと所定距離にわたって接触し、はんだ付けされている。これにより高い接合強度を確保できる。リード線１７は外部電源に接続され、ステータコイル１３を励磁するために使用される。

【0020】

（ステータユニットの構造工程）
以下、ステータユニット１０の製造工程について説明する。図５～１０は、ステータユニット１０の製造工程を説明するための図である。

【0021】

まず、図１を参照して、ボビン１２、各端子ピン１５を連結したステータコイル１３、およびヨーク１１を、不図示の型内に設置し、さらに型内に溶融した樹脂を注入して樹脂モールド部１４を固化させることで、これらの部材を一体にする。このとき、図５に示すように、ストレートの端子ピン１５の端部が、取り付け部１４ａからＹ軸方向（第１の方向）に突出するようにして、樹脂モールド部１４内に端子ピン１５の一部を埋設する。さらに、短絡部材１６を、２本の端子ピン１５にはんだ付けする（図５～１０において不図示）。

【0022】

次に、図６に示すように、端子ピン１５の先端を、Ｚ軸方向上方（第２の方向）に直角に折り曲げて先端部１５ａを形成する。なお、樹脂モールド部１４を形成する前に、端子ピン１５を折り曲げて先端部１５ａを形成してもよい。

【0023】

その後、図７に示すように、端子ピン１５に向かってＺ軸方向下方から５本のリード線１７を接近させ、露出した芯線１７ｂをそれぞれ、端子ピン１５の先端部１５ａに沿わせて、所定距離にわたってはんだ付けする。この動作は、ロボットにより行うことができる。一例として、不図示のロボットハンドでリード線１７の芯線１７ｂと先端部１５ａとを把持した状態で、上方より溶融したはんだを流して固化させることにより、はんだ付けを行うことができる。

【0024】

このとき、短絡部材１６を接続した２本の端子ピン１５の一方のみ、リード線１７の芯線１７ｂをはんだ付けする（図４参照）。

【0025】

次に、図８に示すように、取り付け部１４ａに向かって、Ｙ軸方向右側より遮蔽体２０を接近させる。ただし、取り付け部１４ａに向かって、Ｚ軸方向上方より、又はＹ軸方向とＺ軸方向とで形成される面に沿って遮蔽体２０を接近させてもよい。

【0026】

このとき図３に示すように、隣接するリード線１７の被覆部１７ａの間にリブ２３が挿入されることにより、リード線１７の位置決めを行うことができる。また、隣接する端子ピン１５の先端部１５ａの間にリブ２３が挿入されることにより、後述するエポキシ樹脂の充填時に外力を受けた場合でも、端子ピン１５同士の接触を阻止することができる。このため、リブ２３は、少なくとも先端部１５ａよりも取り付け部１４ａ側に位置すると好ましい。

【0027】

図９に示すように、遮蔽体２０を取り付け部１４ａに溶着する。これにより、端子ピン１５とリード線１７を収容する遮蔽体２０の内部は、上壁２１によりＺ軸方向上方側が遮蔽され、また側壁２２によりＸ軸方向両側及びＹ方向右側が遮蔽された状態となる。なお、遮蔽体２０と取り付け部１４ａとは接着剤などを介して接着してもよい。

【0028】

その後、図１０に示すように、ステータユニット１０の天地を逆転させ、上方から遮蔽体２０の内部に溶融したエポキシ樹脂ＲＳを流し込み、内部空間の一部（または全部）を充填し（充填物としてのエポキシ樹脂ＲＳで満たし）た後に固化させる。以上によりステータユニット１０が完成する。なお、充填物としてウレタン樹脂を使用してもよい。

【0029】

本実施形態によれば、端子ピン１５とリード線１７とを、はんだ付けにより直接接続しているため、基板などを用いる必要がなく、はんだ付け箇所が少なくなるため、コストや接点不良を低減でき、ステータユニット１０の小型化も図れる。また、遮蔽体２０は、内部にリブ２３を有するため、遮蔽体２０を樹脂モールド部１４に設置するのみで、端子ピン１５同士の意図しない短絡を阻止できる。

【0030】

（変形例）
図１１は、変形例にかかるステータユニット１０Ａの図３と同様な図である。図１２は、変形例にかかるステータユニット１０Ａの図４と同様な図である。

【0031】

変形例のステータユニット１０Ａは、別部品としての短絡部材を有していない。その代わりに、５本のリード線のうち１本のリード線１７Ａの露出した芯線１７Ａｂが、上記実施形態よりも長く形成され、リード線１７Ａと一体の短絡部材を構成している。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様であるため、重複説明を省略する。

【0032】

図１２に示すように、芯線１７Ａｂは、被覆部１７Ａａに近い側の近端部１７ｃと、被覆部１７Ａａから遠い側の遠端部１７ｄと、近端部１７ｃと遠端部１７ｄとの間に形成された中間部１７ｅとを有する。

【0033】

近端部１７ｃは、一方の先端部１５ａに沿ってＺ軸方向上方に向かって延在した後に、ヘアピン状に折り返して一方の先端部１５ａに沿ってＺ軸方向下方に向かう形状を有する。遠端部１７ｄは、他方の先端部１５ａに沿ってＺ軸方向上方に向かって延在する。近端部１７ｃが一方の先端部１５ａにはんだ付けされ、遠端部１７ｄが他方の先端部１５ａにはんだ付けされる。

【0034】

中間部１７ｅは、図１１に示すように、Ｘ軸方向とＹ軸方向とで形成される面に沿ってＵ字形状を描き、その端部を近端部１７ｃと遠端部１７ｄとに連結している。

【0035】

芯線１７Ａｂの中間部１７ｅがＵ字形状を有しているため、遮蔽体２０を設置する際に、隣接する端子ピン１５の先端部１５ａの間に進入したリブ２３との干渉を回避できる。

【0036】

（他の変形例）
図１３は、他の変形例にかかるステータユニット１０Ｂの図１０と同様な図であるが、天地を逆に示している。本変形例においては、端子ピン１５Ｂがストレートである代わりに、リード線１７Ｂの露出した芯線１７Ｂｂの端部が直角に折り曲げられて、端子ピン１５Ｂに沿ってはんだ付けされている。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様であるため、重複説明を省略する。

【0037】

図１４は、他の変形例にかかるステータユニット１０Ｃの図１０と同様な図であるが、天地を逆に示している。本変形例においては、端子ピン１５Ｃの先端部１５ＣａがＺ軸方向下方に折り曲げられ、リード線１７の露出した芯線１７ｂにはんだ付けされている。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様であるため、重複説明を省略する。

【0038】

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されない。本発明の範囲内において、上述の実施形態の任意の構成要素の変形が可能である。また、上述の実施形態において任意の構成要素の追加または省略が可能である。

【符号の説明】

【0039】

１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ ステータユニット
１１ ヨーク
１２ ボビン
１３ ステータコイル
１４ 樹脂モールド部
１５、１５Ｂ、１５Ｃ 端子ピン
１６ 短絡部材
１７、１７Ａ、１７Ｂ リード線
ＲＳ エポキシ樹脂

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】