ホーム > 特許ランキング > ＧＨＳＰ， ＩＮＣ．
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-03-09
(54)【発明の名称】一体型固定構造体を有する固定子巻線用の回路基板
(51)【国際特許分類】
H02K 3/47 20060101AFI20230302BHJP
H02K 11/33 20160101ALI20230302BHJP
【ＦＩ】
H02K3/47
H02K11/33
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022539437
(86)(22)【出願日】2020-12-10
(85)【翻訳文提出日】2022-06-27
(86)【国際出願番号】 IB2020061783
(87)【国際公開番号】W WO2021140381
(87)【国際公開日】2021-07-15
(31)【優先権主張番号】62/959,459
(32)【優先日】2020-01-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】516173429
【氏名又は名称】ジーエイチエスピー・インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＧＨＳＰ， ＩＮＣ．
(74)【代理人】
【識別番号】100096758
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 剛
(74)【代理人】
【識別番号】100114845
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 雅和
(74)【代理人】
【識別番号】100148781
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 友和
(72)【発明者】
【氏名】ミッター， デイヴィッド マイケル
(72)【発明者】
【氏名】ヴェセリオ， ブラドレー ジョン
【テーマコード（参考）】
5H604
5H611
【Ｆターム（参考）】
5H604AA05
5H604CC01
5H604CC05
5H604QB04
5H611TT01
5H611UB01
(57)【要約】
電気モータの固定子は、複数の歯を有する固定子コアを含む。プリント回路基板（ＰＣＢ）は、固定子に対して固定され、かつプリント回路基板の表面内に画定された複数のはんだ付け構造体を含む。巻線セットは、歯の上に配置されている。巻線セットは、歯の周りに巻かれて、少なくとも部分的に固定子極を画定する、少なくとも１つのワイヤを含む。巻線セットの各ワイヤは、複数のはんだ付け構造体のうちの専用のはんだ付け構造体においてプリント回路基板に取り付けられている、対向する端部を含む。
【選択図】図３
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電気モータの固定子であって、前記固定子が、複数の歯を有する、固定子コアと、
前記固定子に対して固定されたプリント回路基板（ＰＣＢ）であって、かつ前記プリント回路基板の表面内に画定された複数のはんだ付け構造体を含む、プリント回路基板と、
前記歯の上に配置されている巻線セットであって、前記巻線セットが、前記歯の周りに巻かれて、少なくとも部分的に固定子極を画定する少なくとも１つのワイヤを含み、前記巻線セットの各ワイヤが、前記複数のはんだ付け構造体のうちの専用のはんだ付け構造体において前記プリント回路基板に取り付けられている、対向する端部を含む、巻線セットと、を備える、電気モータの固定子。
【請求項2】
前記複数のはんだ付け構造体が、前記プリント回路基板のエッジにおいて画定され、かつ各はんだ付け構造体が、前記プリント回路基板の前記エッジ内に画定されている固定ノッチを含む、請求項１に記載の固定子。
【請求項3】
各固定ノッチが、対応するはんだ付けパッドと位置合わせされている、請求項２に記載の固定子。
【請求項4】
各対応するはんだ付けパッドが、予めスズめっきされている、請求項３に記載の固定子。
【請求項5】
前記対応するはんだ付けパッドが、表面実装技術（ＳＭＴ）プロセス中に予めスズめっきされる、請求項３～４のいずれか一項に記載の固定子。
【請求項6】
前記固定子コアが、前記複数のはんだ付け構造体のそれぞれの固定ノッチと位置合わせされている位置合わせタワーを含む、請求項２～５のいずれか一項に記載の固定子。
【請求項7】
各位置合わせタワーが、前記少なくとも１つのワイヤを前記それぞれの固定ノッチと位置合わせさせて位置決めする、ワイヤ受容内部チャネルを含む、請求項６に記載の固定子。
【請求項8】
前記少なくとも１つのワイヤが、中間端子を含まない連続ワイヤである、請求項１～７のいずれか一項に記載の固定子。
【請求項9】
前記少なくとも１つのワイヤが、前記ＰＣＢの第１の専用はんだ付け構造体から、前記固定子コアの前記歯を囲み、かつ前記ＰＣＢの第２の専用はんだ付け構造体まで延在する、請求項８に記載の固定子。
【請求項10】
前記複数のはんだ付け構造体の各固定ノッチが、前記少なくとも１つのワイヤを剥離し、かつ前記はんだ付けパッドにはんだ付けすることができ、一方で、前記少なくとも１つのワイヤがそれぞれの固定ノッチに保持されるように、前記少なくとも１つのワイヤをはんだ付け位置に位置決めするように構成されている、請求項３～９のいずれか一項に記載の固定子。
【請求項11】
各固定ノッチが、前記少なくとも１つのワイヤの絶縁層の周りに１８０度を超えて延在して、前記少なくとも１つのワイヤを前記はんだ付け位置に固定するように構成されている、請求項１０に記載の固定子。
【請求項12】
電気モータの固定子であって、前記固定子が、複数の歯を有する、固定子コアと、
前記固定子コアに取り付けられ、かつその中に画定された複数のはんだ付け構造を有する、プリント回路基板（ＰＣＢ）と、
少なくとも１つのワイヤで構成された巻線セットであって、前記少なくとも１つのワイヤの各ワイヤが、前記複数のはんだ付け構造体のうちの第１のはんだ付け構造体に取り付けられている第１の端部から、前記複数の歯のうちの少なくとも一部分を囲み、かつ前記複数のはんだ付け構造体のうちの第２のはんだ付け構造体に取り付けられている第２の端部まで延在し、各ワイヤが、中間端子を含まないワイヤの連続的なセクションである、巻線セットと、を備える、電気モータの固定子。
【請求項13】
前記複数のはんだ付け構造体が、前記プリント回路基板のエッジにおいて画定され、かつ各はんだ付け構造体が、前記プリント回路基板の前記エッジ内に画定されている固定ノッチを含む、請求項１２に記載の固定子。
【請求項14】
各固定ノッチが、対応するはんだ付けパッドと位置合わせされている、請求項１３に記載の固定子。
【請求項15】
各対応するはんだ付けパッドが、予めスズめっきされている、請求項１４に記載の固定子。
【請求項16】
前記対応するはんだ付けパッドが、表面実装技術（ＳＭＴ）プロセス中に予めスズめっきされる、請求項１４～１５のいずれか一項に記載の固定子。
【請求項17】
前記固定子コアが、前記複数のはんだ付け構造体のそれぞれの固定ノッチと位置合わせされている位置合わせタワーを含む、請求項１３～１６のいずれか一項に記載の固定子。
【請求項18】
各位置合わせタワーが、前記少なくとも１つのワイヤを前記それぞれの固定ノッチと位置合わせさせて位置決めする、内部チャネルを含む、請求項１７に記載の固定子。
【請求項19】
前記それぞれの固定ノッチが、前記対応するはんだ付けパッドに関連して、前記少なくとも１つのワイヤの一部分をはんだ付け位置に選択的に固定するように構成され、前記はんだ付け位置が、前記少なくとも１つのワイヤが前記はんだ付け位置にある間に、剥離およびはんだ付けを可能にするように位置されている前記少なくとも１つのワイヤによって特徴付けられている、請求項１４～１８のいずれか一項に記載の固定子。
【請求項20】
前記少なくとも１つのワイヤが、前記ＰＣＢの第１の専用はんだ付け構造体から、前記固定子コアの前記歯を囲み、かつ前記ＰＣＢの第２の専用はんだ付け構造体まで延在する、請求項１２～１９のいずれか一項に記載の固定子。
【請求項21】
前記対応するはんだ付けパッドの各々が、前記複数のはんだ付け構造体のそれぞれのはんだ付け構造体内に組み込まれている、請求項１４～２０のいずれか一項に記載の固定子。
【請求項22】
各固定ノッチが、前記少なくとも１つのワイヤの絶縁層の周りに１８０度を超えて延在して、前記少なくとも１つのワイヤをはんだ付け位置に固定するように構成されている、請求項１３～２１のいずれか一項に記載の固定子。
【請求項23】
電気モータであって、プリント回路基板と、
前記プリント回路基板に近接して位置決めされている、ワイヤ固定構造体と、
複数の極を有する、固定子と、
第１のはんだ付けパッドにおいて前記プリント回路基板に取り付けられた第１の端部から、前記ワイヤ固定構造体の第１の部分を通り、前記複数の極のうちの前記極の少なくとも一部分囲み、前記ワイヤ固定構造体の第２の部分を通り、かつ第２のはんだ付けパッドにおいて前記プリント回路基板に取り付けられた第２の端部まで延在する、ワイヤであって、前記ワイヤが、連続的で、かつ途切れのない導体を含む、ワイヤと、を備える、電気モータ。
【請求項24】
前記ワイヤ固定構造体が、前記プリント回路基板のエッジ内に少なくとも部分的に画定されている、請求項２３に記載の固定子。
【請求項25】
前記第１および第２のはんだ付けパッドの各々が、前記ワイヤ固定構造体のそれぞれの固定ノッチに隣接して位置決めされており、前記固定ノッチが、前記プリント回路基板のエッジ内に画定されている、請求項２３または２４に記載の固定子。
【請求項26】
前記第１および第２のはんだ付けパッドが、予めスズめっきされている、請求項２３～２５のいずれか一項に記載の固定子。
【請求項27】
前記第１および第２のはんだ付けパッドが、表面実装技術（ＳＭＴ）プロセス中に予めスズめっきされる、請求項２３～２６のいずれか一項に記載の固定子。
【請求項28】
前記ワイヤ固定構造体が、前記プリント回路基板の前記それぞれの固定ノッチと位置合わせされて位置決めされている、位置合わせタワーをさらに含む、請求項２５～２７のいずれか一項に記載の固定子。
【請求項29】
各位置合わせタワーが、前記ワイヤを前記それぞれの固定ノッチと位置合わせして位置決めする、内部チャネルを含む、請求項２８に記載の固定子。
【請求項30】
前記それぞれの固定ノッチが、前記ワイヤの前記第１および第２の端部を、前記プリント回路基板に対してはんだ付け位置に選択的に固定するように構成され、前記はんだ付け位置が、前記ワイヤの前記第１および第２の端部が前記はんだ付け位置にある間に、前記ワイヤの剥離およびはんだ付けを可能にするような向きにされている前記ワイヤの前記第１および第２の端部によって特徴付けられる、請求項２５～２９のいずれか一項に記載の固定子。
【請求項31】
各それぞれの固定ノッチが、前記ワイヤの絶縁層の周りに１８０度を超えて延在して、前記ワイヤをはんだ付け位置に固定するように構成されている、請求項２５～３０のいずれか一項に記載の固定子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、概して、電気モータ、より具体的には、電気モータの固定子のための巻線の位置を維持するための固定構造体に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の電気モータは、典型的に、固定子コアの歯の周りに延在している巻線を有する固定子を含む。これらのワイヤは、プリント回路基板を介してコントローラに接続されている。次に、アセンブリ全体がプラスチック材料内にオーバーモールドまたはカバーされて、電気モータ用の固定子の構造体を形成する。これらの従来の電気モータは、マグネットワイヤとプリント回路基板コントローラとの間に中間導電素子を含む。一般に端子と呼ばれるこれらの中間導電素子は、端子自体などの特定の構成要素、および端子をマグネットワイヤに電気的に接続する製造プロセスを必要とする。プリント回路基板に端子を電気的に接続するために、追加の製造プロセスもまた必要である。
【発明の概要】
【0003】
本発明の一態様によれば、電気モータの固定子は、複数の歯を有する固定子コアを含む。プリント回路基板（ＰＣＢ）は、固定子に対して固定され、かつプリント回路基板の表面内に画定された複数のはんだ付け構造体を含む。巻線セットは、歯の上に配置されている。巻線セットは、歯の周りに巻かれて、少なくとも部分的に固定子極を画定する、少なくとも１つのワイヤを含む。巻線セットの各ワイヤは、複数のはんだ付け構造体のうちの専用のはんだ付け構造体においてプリント回路基板に取り付けられている、対向する端部を含む。
【0004】
本発明の別の態様によれば、電気モータの固定子は、複数の歯を有する固定子コアを含む。プリント回路基板（ＰＣＢ）は、固定子コアに取り付けられ、かつその中に画定された複数のはんだ付け構造を有する。巻線セットは、少なくとも１つのワイヤで構成されている。少なくとも１つのワイヤの各ワイヤは、複数のはんだ付け構造体のうちの第１のはんだ付け構造体に取り付けられている第１の端部から、複数の歯のうちの少なくとも一部分を囲んで、そして複数のはんだ付け構造体のうちの第２のはんだ付け構造体に取り付けられている第２の端部まで延在する。各ワイヤは、中間端子を含まないワイヤの連続的なセクションである。
【0005】
本発明の別の態様によれば、電気モータは、プリント回路基板を含む。ワイヤ固定構造体は、プリント回路基板に近接して位置決めされている。固定子は、複数の極を含む。ワイヤは、第１のはんだ付けパッドでプリント回路基板に取り付けられた第１の端部から、ワイヤ固定構造体の第１の部分を通って、複数の極のうちの極の少なくとも一部分を囲んで、ワイヤ固定構造体の第２の部分を通って、そして第２のはんだ付けパッドでプリント回路基板に取り付けられた第２の端部まで延在する。ワイヤは、連続的で、かつ途切れのない導体を含む。
【0006】
本発明のこれらおよび他の態様、目的、および特徴は、以下の明細書、特許請求の範囲、および添付図面を研究することにより、当業者によって理解および認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】プリント回路基板に巻線を取り付けるためのはんだ付け構造体の態様を組み込む、電気モータ用の固定子の斜視図である。
【図3】固定子およびプリント回路基板の態様の斜視図であり、はんだ付け構造体の構成を示している。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本明細書における説明の目的のために、用語「上部」、「下部」、「右」、「左」、「後部」、「前部」、「垂直」、「水平」、およびそれらの派生語は、図１における向きにされた場合の本発明に関するものとする。しかしながら、そうではないと明示的に指定されている場合を除き、本発明は、様々な代替的な向きが想定されてもよいことを理解されたい。また、添付図面に示される、および以下の明細書に記載される特定のデバイスおよびプロセスは、添付の特許請求の範囲に定義される発明概念の単なる例示的な実施形態であることも理解されたい。したがって、本明細書で開示される実施形態に関連する特定の寸法および他の物理的特徴は、特許請求の範囲で明示的に述べられていない限り、限定とみなされるべきではない。
【0009】
図１～図６に例示されるように、参照符号１０は、一般に、電気モータ１２内に組み込まれたプリント回路基板（ＰＣＢ）を指す。ＰＣＢ１０は、電気モータ１２の動作中に固定子１４の動作構成要素のための様々な制御部１６を固定子に対して固定することができるように、固定子１４に対して固定位置に配置されている。デバイスの様々な態様によれば、電気モータ１２のための固定子１４は、複数の歯２０を有する固定子コア１８を含む。ＰＣＢ１０は、固定子コア１８に対して固定されており、ＰＣＢ１０の表面２４内に画定された複数のはんだ付け構造体２２を含む。巻線セット２６は、固定子コア１８の歯２０上に配置されている。巻線セット２６は、固定子１４の複数の固定子極３０を少なくとも部分的に画定するために、固定子コア１８の歯２０の周りに巻かれている少なくとも１つのワイヤ２８を含む。典型的には、巻線セット２６は、各々が固定子コア１８の様々な歯２０の周りに所定の構成で巻かれている複数のワイヤ２８を含む。巻線セット２６の各ワイヤ２８は、複数のはんだ付け構造体２２のうちの専用はんだ付け構造体３４においてＰＣＢ１０に取り付けられる、対向する端部３２を含む。はんだ付け構造体３４を使用して、様々なワイヤ２８の各々は、ワイヤ２８の単一で、かつ連続的なセクションとして固定子１４およびＰＣＢ１０上に設置することができる。単一で、かつ連続的なワイヤ２８を使用することによって、巻線セット２６のワイヤ２８の中に、中間端子および他の電気接合部は含まれない。
【0010】
図１～図６に例示されるように、複数のはんだ付け構造体２２は、ＰＣＢ１０のエッジ５０に近接して画定される。各はんだ付け構造体２２は、ＰＣＢ１０のエッジ表面５４内に画定されている固定ノッチ５２を含むことができる。各固定ノッチ５２は、典型的に、巻線セット２６の各ワイヤ２８のそれぞれの端部３２を受容する、対応するスズめっきされたはんだ付けパッド５６と位置合わせされる。固定ノッチ５２および対応するはんだ付けパッド５６は、ＰＣＢ１０の各それぞれのはんだ付け構造体２２の少なくとも一部分を構成するように協働する。特定の態様では、はんだ付け構造体２２の数は、巻線セット２６内のワイヤ２８の数に対応することができる。ＰＣＢ１０が、広範囲のワイヤ２８および様々な巻線セット２６を考慮するために、設定された数のはんだ付け構造体２２を含むことができることもまた企図される。
【0011】
再び図１～図６を参照すると、対応するスズめっきされたはんだ付けパッド５６は、ＰＣＢ１０の製造中に予めスズめっきされる。様々な回路がＰＣＢ１０のベース材料７０上に印刷されるにつれて、複数のはんだ付け構造体２２の様々なはんだ付けパッド５６もまた、ＰＣＢ１０上の特定の位置内に位置付けられる。典型的には、予めスズめっきされたはんだ付けパッド５６は、ＰＣＢ１０を製造する表面実装技術（ＳＭＴ）プロセス中に予めスズめっきされる。この構成を通して、各固定ノッチ５２は、予めスズめっきされたはんだ付けパッド５６と位置合わせされ、これにより巻線セット２６の各ワイヤ２８の端部３２を固定ノッチ５２内に配置し、次いで、各ワイヤ２８がＰＣＢ１０に一時的に固定されている間に、はんだ付けのための準備をすることができる。
【0012】
複数のはんだ付け構造体２２の使用は、巻線セット２６のワイヤ２８の各々の対向する端部３２の正確な配置を補助することができることが企図される。これは、交差したワイヤ２８、ならびに短絡、および固定子コア１８内の他の構造的および電気的欠陥につながる可能性がある他の不正確さを防止するために役立つ可能性がある。この構成はまた、ＰＣＢ１０が巻線セット２６の様々なワイヤ２８に対して固定子コア１８上に正確に位置されていることを製造業者に知らせるフィードバック機構も提供する。このようにして、固定ノッチ５２は、巻線セット２６用の各ワイヤ２８の対向する端部３２を少なくとも一時的に固定することを補助する。様々な固定ノッチ５２は、巻線セット２６の少なくとも１つのワイヤ２８の絶縁層７８の周りに１８０度を超えて延在するように構成されている。各ワイヤ２８の絶縁層７８の周りに１８０度を超えて延在することによって、各固定ノッチ５２は、少なくとも１つのワイヤ２８をはんだ付け位置１００に固定するためのクランプまたは他の同様の固定係合を提供する。このはんだ付け位置１００は、巻線セット２６のワイヤ２８を、内部導体８０を露出させるために剥離される便利な場所に配置する。剥離されると、内部導体８０は、固定ノッチ５２において好都合に折り曲げられて、予めスズめっきされたはんだ付けパッド５６と係合することができる。この場所に入ると、はんだ付け操作を行って、ワイヤ２８の導体８０をそれぞれのはんだ付けパッド５６に取り付けることができる。これらの動作は、固定ノッチ５２内の各ワイヤ２８の端部３２の保持を通じて補助される。この保持機能は、ワイヤ２８を剥離およびはんだ付けするための手で押さえなくてもよいシステムを可能にする。
【0013】
ワイヤ２８を固定ノッチ５２内に配置し、ワイヤ２８を剥離し、ワイヤ２８を折り曲げ、かつワイヤ２８をはんだ付けパッド５６にはんだ付けするこれらの動作は、手動操作ツールを使用して手動で達成することができ、自動もしくはロボット機構または手動および自動プロセスの組み合わせを介して操作することができる。はんだ付け構造体２２は、組み立ておよび製造中にワイヤ２８を位置決めする一体型ガイドを提供し、また、使用中にワイヤ２８を保護するためにも役立つ。
【0014】
典型的に、はんだ付けパッド５６の予めスズめっきされた材料は、ＳＭＴプロセス中に適用されるはんだ付けペースト９０である。これらのはんだ付けパッド５６は、少なくとも一時的に、巻線セット２６のワイヤ２８の位置をはんだ付け位置１００に保持するための様々な固定ノッチ５２と位置合わせして配置される。その他のはんだ付けパッド５６を、巻線セット２６の他のワイヤ２８だけでなく、ＰＣＢ１０から、モータ１２、コントローラ、またはモータ１２に関連して動作する他の同様の機構の他の場所まで延在している他のデータおよび電気接続も受容するために、ＰＣＢ１０の方々の位置に配置することができる。巻線セット２６の様々なワイヤ２８が、予めスズめっきされたはんだ付けパッド５６にはんだ付けされるとき、様々な選択的はんだ付けプロセスを利用することができる。これらの選択的はんだ付けプロセスは、はんだ付け材料だけでなく他の電気および材料資源の使用も最小限に抑える、正確なはんだを提供するために実施することができる。このプロセスはまた、巻線セット２６の各ワイヤ２８がＰＣＢ１０内に正確に位置決めされ、また、適切な予めスズめっきされたはんだ付けパッド５６にはんだ付けもされるように、ワイヤ２８の交差を最小限に抑える。
【0015】
再び図１～図６を参照すると、電気モータ１２用の固定子１４は、複数の歯２０を有する固定子コア１８を含む。ＰＣＢ１０は、固定子コア１８に取り付けられ、かつその中に画定された複数のはんだ付け構造体２２を含む。巻線セット２６は、少なくとも１つのワイヤ２８で構成されており、ここで、少なくとも１つのワイヤ２８の各ワイヤ２８は、複数のはんだ付け構造体２２の第１の専用はんだ付け構造体１１８に取り付けられている第１の端部１３０から延在している。各ワイヤ２８は、固定子コア１８に対する複数の歯２０の少なくとも一部分の周りに延在している。各ワイヤ２８の第２の端部１３２は、複数のはんだ付け構造体２２のうちの第２の専用はんだ付け構造体１２０に取り付けられる。上記で考察したように、巻線セット２６の各ワイヤ２８は、中間端子を含まないワイヤ２８の連続セクションである。したがって、巻線を固定子コア１８の上へと取り付け、次いでそれらの巻線をＰＣＢ１０に取り付けるプロセスは、中間端子を含むそれらの手順と比較して、より複雑でない手順で実行することができる。
【0016】
再び図１～図６を参照すると、固定子コア１８は、位置合わせタワー１１２を含んでもよい、様々なキャップ１１０または他の同様の構造体を含むことができる。これらの位置合わせタワー１１２は、典型的に、複数のはんだ付け構造体２２のそれぞれの固定ノッチ５２と位置合わせされる。これらの位置合わせタワー１１２は、巻線セット２６のワイヤ２８を受容する、ワイヤ受容内部チャネル１１４を含むことができる。これらの位置合わせタワー１１２を使用して、巻線セット２６の様々なワイヤ２８は、固定子コア１８の固定子歯２０から方向付けることができ、専用はんだ付け構造体３４の専用固定ノッチ５２と係合するように具体的に方向付けることができる。再び、複数のはんだ付け構造体２２と組み合わせて位置合わせタワー１１２を使用して、巻線セット２６の各ワイヤ２８は、精密な選択的はんだプロセスを達成するために、ＰＣＢ１０の特定の場所内に具体的に方向付けることができ、かつ正確に位置決めすることができる。また、位置合わせタワー１１２は、固定ノッチ５２と組み合わせて、固定子コア１８の使用中にワイヤ２８を保護するように動作することもできる。
【0017】
固定ノッチ５２および予めスズめっきされたはんだ付けパッド５６を含む、ＰＣＢ１０の複数のはんだ付け構造体２２の使用を通じて、巻線セット２６の少なくとも１つのワイヤ２８は、中間端子を含まない連続ワイヤ２８の形態とすることができる。したがって、単一の連続ワイヤ２８は、固定子１４のための巻線セット２６のワイヤ２８として使用するために固定子１４内に組み込むことができる。この構成を使用して、巻線セット２６の各ワイヤ２８は、ＰＣＢ１０の第１の専用はんだ付け構造体１１８から、固定子コア１８の様々な歯２０を囲んで、次いで、ＰＣＢ１０の第２の専用はんだ付け構造体１２０まで延在する、単一かつ連続的なワイヤ２８とすることができる。巻線セット２６に連続ワイヤ２８のセグメントを使用することによって、巻線セット２６の様々な巻線プロセスを達成するために最小限のリソースを利用することができる。加えて、巻線セット２６のワイヤ２８内にいかなる中間端子も使用されないため、電気モータ１２の様々な構成要素の性能に影響を与える場合がある製造上の欠陥または許容差の可能性が少なくなる。
【0018】
従来の電気モータ内では、マグネットワイヤとプリント回路基板コントローラとの間に位置する中間端子は、少なくとも中間端子自体および他の接続構成要素の形態で追加の構成要素を必要とする。これらの従来のモータ内では、中間端子をマグネットワイヤおよびプリント回路基板コントローラの各々に電気的に接続するための追加の製造プロセスもまた必要である。これは、従来の固定子に巻かれたすべてのコイルに当てはまる。これらの追加された構成要素およびプロセスは、マグネットワイヤおよび従来のモータの他の構成要素に対するひずみの発生源となる可能性があり、これは、マグネットワイヤ、はんだ接続および他の場所における材料疲労または故障をもたらす可能性がある。
【0019】
再び図１～図６を参照すると、電気モータ１２は、ＰＣＢ１０と、はんだ付け構造体２２の形態でＰＣＢ１０に近接して位置決めされたワイヤ固定構造体とを含む。電気モータ１２用の固定子１４は、複数の極を含む。これらの極は各々、電気モータ１２の固定子１４のための巻線セット２６を構成する様々なワイヤ２８を含む。ワイヤ２８は、第１の専用のはんだ付け構造体１１８のはんだ付けパッド５６においてＰＣＢ１０に取り付けられる第１の端部１３０から延在している。ワイヤ２８はその後、典型的には固定ノッチ５２の形態で、ワイヤ固定構造体の第１の部分を通って延在する。ワイヤ２８は、様々な巻線を形成するために、複数の極のうちの極の少なくとも一部分の周りに延在する。ワイヤ２８は、第２の固定ノッチ５２を含むワイヤ固定構造体の第２の部分へと延在する。本明細書で考察されるように、固定ノッチ５２の各々は、ＰＣＢ１０の本体のエッジ５０内に画定される。ワイヤ２８は、第２の専用はんだ付け構造体１２０のはんだ付けパッド５６においてＰＣＢ１０に取り付けられている第２の端部１３２を含む。ワイヤ２８は、中間端子を含まない連続的で、かつ途切れのない導体８０を含む。
【0020】
再び図１～図６を参照すると、第１および第２のはんだ付けパッド５６は、ワイヤ固定構造体のそれぞれの固定ノッチ５２に隣接して位置決めされる。これらの固定ノッチ５２は、ＰＣＢ１０のエッジ５０内に画定される。動作中、それぞれの固定ノッチ５２は、ＰＣＢ１０に関連して、ワイヤ２８の第１および第２の端部１３０、１３２をはんだ付け位置１００に選択的に固定するように構成されている。このはんだ付け位置１００（図５に示される）は、ワイヤ２８の第１および第２の端部１３０、１３２がはんだ付け位置１００にある間に、ワイヤ２８の剥離およびはんだ付けを可能にするように配向されているワイヤ２８の第１および第２の端部１３０、１３２によって特徴付けられる。別の言い方をすれば、はんだ付け位置１００は、ワイヤ２８の第１および第２の端部１３０、１３２の各々を、ＰＣＢ１０に対して概して垂直な構成で配置する。この位置から、ワイヤ２８の第１および第２の端部１３０、１３２は、ワイヤ２８に対する絶縁層７８を剥離して取り、そして内部導体８０を露出させるために容易にアクセス可能である。この導体８０は、巻線セット２６のためのワイヤ２８の取り付けを完了するために、それぞれのはんだ付けパッド５６に対して容易に曲げ、かつ取り付けられるようになる可能性がある。
【0021】
再び図１～図６を参照すると、巻線セット２６の連続ワイヤ２８だけでなく、固定ノッチ５２および予めスズめっきされたはんだ付けパッド５６の使用は、ひずみ緩和機能を生み出す。これらのひずみ緩和機能は、製造および使用中にワイヤ２８、ＰＣＢ１０、ならびにモータ１２の他の構成要素内で経験される材料応力を制限するために使用される。中間端子なしで固定子コア１８のワイヤ２８をＰＣＢ１０に直接的に接続する新規の手段によるモータ１２のための固定子１４の改良された構造体は、これらの構成要素内に統合されたひずみ緩和を生み出す。本明細書で考察されるように、ＰＣＢ１０のエッジ５０内およびその近くに位置する特徴部は、典型的に、固定ノッチ５２および予めスズめっきされたはんだ付けパッド５６の形態で、ひずみ緩和特徴部を生み出す。これらのひずみ緩和特徴部は、ワイヤ２８の絶縁層７８上にクランプする役割を果たし、一方で、ワイヤ２８の機械的に剥離および露出した内部導体８０は、ＰＣＢ１０上の予めスズめっきされたはんだパッド５６にはんだ付けされる。固定ノッチ５２はまた、ワイヤ２８の導体８０をはんだ付けパッド５６にはんだ付けするためにワイヤ２８をその周りで曲げることができるガイドを提供する。
【0022】
ＰＣＢ１０内の複数のはんだ付け構造体２２を利用して、固定ノッチ５２および予めスズめっきされたはんだ付けパッド５６は、電気モータ１２の製造中に巻線セット２６の様々なワイヤ２８に加えられる応力を最小限に抑えるＰＣＢ１０の一体的なひずみ緩和機能を提供する。これらのひずみ緩和特徴部は、はんだ接合部に生じ得る破損および他の損傷、または巻線セット２６のワイヤ２８、ならびに電気モータ１２の他の構成要素の疲労を最小限に抑える。
【0023】
はんだ付け構造体２２を組み込んだＰＣＢ１０は、多種多様な電気モータ内で利用することができる。そのようなモータとしては、ブラシレスＤＣモータ、同期Ａ／Ｃモータ、スイッチング抵抗、同期抵抗、ならびに固定子１４および巻線セット２６を利用する他の同様のモータアプリケーションを挙げることができるが、これらに限定されない。
【0024】
本発明の概念から逸脱することなく、前述の構造に変更および修正を行うことができることも理解されるべきであり、またそのような概念は、それらの言語によりそれらの特許請求の範囲が明示的に別段の記載をしない限り、以下の特許請求の範囲によって網羅されることが意図されていることもさらに理解されるべきである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【手続補正書】
【提出日】2022-09-05
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電気モータの固定子であって、前記固定子が、複数の歯を有する、固定子コアと、
前記固定子に対して固定されたプリント回路基板（ＰＣＢ）であって、かつ前記プリント回路基板の表面内に画定された複数のはんだ付け構造体を含む、プリント回路基板と、
前記歯の上に配置されている巻線セットであって、前記巻線セットが、前記歯の周りに巻かれて、少なくとも部分的に固定子極を画定する少なくとも１つのワイヤを含み、前記巻線セットの各ワイヤが、前記複数のはんだ付け構造体のうちの専用のはんだ付け構造体において前記プリント回路基板に取り付けられている、対向する端部を含む、巻線セットと、を備える、電気モータの固定子。
【請求項2】
前記複数のはんだ付け構造体が、前記プリント回路基板のエッジにおいて画定され、かつ各はんだ付け構造体が、前記プリント回路基板の前記エッジ内に画定されている固定ノッチを含む、請求項１に記載の固定子。
【請求項3】
各固定ノッチが、対応するはんだ付けパッドと位置合わせされている、請求項２に記載の固定子。
【請求項4】
各対応するはんだ付けパッドが、予めスズめっきされている、請求項３に記載の固定子。
【請求項5】
前記対応するはんだ付けパッドが、表面実装技術（ＳＭＴ）プロセス中に予めスズめっきされる、請求項３に記載の固定子。
【請求項6】
前記固定子コアが、前記複数のはんだ付け構造体のそれぞれの固定ノッチと位置合わせされている位置合わせタワーを含む、請求項２に記載の固定子。
【請求項7】
各位置合わせタワーが、前記少なくとも１つのワイヤを前記それぞれの固定ノッチと位置合わせさせて位置決めする、ワイヤ受容内部チャネルを含む、請求項６に記載の固定子。
【請求項8】
前記複数のはんだ付け構造体の各固定ノッチが、前記少なくとも１つのワイヤを剥離し、かつ前記はんだ付けパッドにはんだ付けすることができ、一方で、前記少なくとも１つのワイヤがそれぞれの固定ノッチに保持されるように、前記少なくとも１つのワイヤをはんだ付け位置に位置決めするように構成されている、請求項３に記載の固定子。
【請求項9】
各固定ノッチが、前記少なくとも１つのワイヤの絶縁層の周りに１８０度を超えて延在して、前記少なくとも１つのワイヤを前記はんだ付け位置に固定するように構成されている、請求項８に記載の固定子。
【請求項10】
前記少なくとも１つのワイヤが、中間端子を含まない連続ワイヤである、請求項１～９のいずれか一項に記載の固定子。
【請求項11】
前記少なくとも１つのワイヤが、前記ＰＣＢの第１の専用はんだ付け構造体から、前記固定子コアの前記歯を囲み、かつ前記ＰＣＢの第２の専用はんだ付け構造体まで延在する、請求項１０に記載の固定子。
【請求項12】
電気モータの固定子であって、前記固定子が、複数の歯を有する、固定子コアと、
前記固定子コアに取り付けられ、かつその中に画定された複数のはんだ付け構造を有する、プリント回路基板（ＰＣＢ）と、
少なくとも１つのワイヤで構成された巻線セットであって、前記少なくとも１つのワイヤの各ワイヤが、前記複数のはんだ付け構造体のうちの第１のはんだ付け構造体に取り付けられている第１の端部から、前記複数の歯のうちの少なくとも一部分を囲み、かつ前記複数のはんだ付け構造体のうちの第２のはんだ付け構造体に取り付けられている第２の端部まで延在し、各ワイヤが、中間端子を含まないワイヤの連続的なセクションである、巻線セットと、を備える、電気モータの固定子。
【請求項13】
前記複数のはんだ付け構造体が、前記プリント回路基板のエッジにおいて画定され、かつ各はんだ付け構造体が、前記プリント回路基板の前記エッジ内に画定されている固定ノッチを含む、請求項１２に記載の固定子。
【請求項14】
各固定ノッチが、対応するはんだ付けパッドと位置合わせされている、請求項１３に記載の固定子。
【請求項15】
各対応するはんだ付けパッドが、予めスズめっきされている、請求項１４に記載の固定子。
【請求項16】
前記対応するはんだ付けパッドが、表面実装技術（ＳＭＴ）プロセス中に予めスズめっきされる、請求項１４に記載の固定子。
【請求項17】
前記固定子コアが、前記複数のはんだ付け構造体のそれぞれの固定ノッチと位置合わせされている位置合わせタワーを含む、請求項１３に記載の固定子。
【請求項18】
各位置合わせタワーが、前記少なくとも１つのワイヤを前記それぞれの固定ノッチと位置合わせさせて位置決めする、内部チャネルを含む、請求項１７に記載の固定子。
【請求項19】
前記それぞれの固定ノッチが、前記対応するはんだ付けパッドに関連して、前記少なくとも１つのワイヤの一部分をはんだ付け位置に選択的に固定するように構成され、前記はんだ付け位置が、前記少なくとも１つのワイヤが前記はんだ付け位置にある間に、剥離およびはんだ付けを可能にするように位置されている前記少なくとも１つのワイヤによって特徴付けられている、請求項１４に記載の固定子。
【請求項20】
前記対応するはんだ付けパッドの各々が、前記複数のはんだ付け構造体のそれぞれのはんだ付け構造体内に組み込まれている、請求項１４に記載の固定子。
【請求項21】
各固定ノッチが、前記少なくとも１つのワイヤの絶縁層の周りに１８０度を超えて延在して、前記少なくとも１つのワイヤをはんだ付け位置に固定するように構成されている、請求項１３に記載の固定子。
【請求項22】
前記少なくとも１つのワイヤが、前記ＰＣＢの第１の専用はんだ付け構造体から、前記固定子コアの前記歯を囲み、かつ前記ＰＣＢの第２の専用はんだ付け構造体まで延在する、請求項１２～１９のいずれか一項に記載の固定子。
【請求項23】
電気モータであって、プリント回路基板と、
前記プリント回路基板に近接して位置決めされている、ワイヤ固定構造体と、
複数の極を有する、固定子と、
第１のはんだ付けパッドにおいて前記プリント回路基板に取り付けられた第１の端部から、前記ワイヤ固定構造体の第１の部分を通り、前記複数の極の少なくとも一部分を囲み、前記ワイヤ固定構造体の第２の部分を通り、かつ第２のはんだ付けパッドにおいて前記プリント回路基板に取り付けられた第２の端部まで延在する、ワイヤであって、前記ワイヤが、連続的で、かつ途切れのない導体を含む、ワイヤと、を備える、電気モータ。
【請求項24】
前記ワイヤ固定構造体が、前記プリント回路基板のエッジ内に少なくとも部分的に画定されている、請求項２３に記載の固定子。
【請求項25】
前記第１および第２のはんだ付けパッドの各々が、前記ワイヤ固定構造体のそれぞれの固定ノッチに隣接して位置決めされており、前記固定ノッチが、前記プリント回路基板のエッジ内に画定されている、請求項２３に記載の固定子。
【請求項26】
前記ワイヤ固定構造体が、前記プリント回路基板の前記それぞれの固定ノッチと位置合わせされて位置決めされている、位置合わせタワーをさらに含む、請求項２５に記載の固定子。
【請求項27】
各位置合わせタワーが、前記ワイヤを前記それぞれの固定ノッチと位置合わせして位置決めする、内部チャネルを含む、請求項２６に記載の固定子。
【請求項28】
前記それぞれの固定ノッチが、前記ワイヤの前記第１および第２の端部を、前記プリント回路基板に対してはんだ付け位置に選択的に固定するように構成され、前記はんだ付け位置が、前記ワイヤの前記第１および第２の端部が前記はんだ付け位置にある間に、前記ワイヤの剥離およびはんだ付けを可能にするような向きにされている前記ワイヤの前記第１および第２の端部によって特徴付けられる、請求項２５に記載の固定子。
【請求項29】
各それぞれの固定ノッチが、前記ワイヤの絶縁層の周りに１８０度を超えて延在して、前記ワイヤをはんだ付け位置に固定するように構成されている、請求項２５に記載の固定子。
【請求項30】
前記第１および第２のはんだ付けパッドが、予めスズめっきされている、請求項２３～２９のいずれか一項に記載の固定子。
【請求項31】
前記第１および第２のはんだ付けパッドが、表面実装技術（ＳＭＴ）プロセス中に予めスズめっきされる、請求項２３～２９のいずれか一項に記載の固定子。
【国際調査報告】