本發(fā)明涉及電機(jī)的通電零件的端子和繞組線之間的電連接部的構(gòu)造、應(yīng)用了該構(gòu)造的轉(zhuǎn)子及電機(jī)、和電連接部的形成方法。
背景技術(shù):
以往,作為成為車載電氣元件或事務(wù)計(jì)算機(jī)之類的各種各樣裝置的動(dòng)力源的電機(jī),使用永磁勵(lì)磁式的dc電機(jī)。例如,已知有纏繞有繞組線的轉(zhuǎn)子相對(duì)于固定有永磁鐵的定子(stator)自由旋轉(zhuǎn)地被軸支承的有刷電機(jī)。該電機(jī)中使用定子側(cè)的電刷和轉(zhuǎn)子側(cè)的換向器對(duì)在繞組線中流動(dòng)的電流的方向進(jìn)行切換,從而轉(zhuǎn)子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
將換向器的端子與繞組線的端部通過焊接或熔接之類的熱接合(利用熱進(jìn)行的接合處理)焊在一起,或通過熔合固定在一起,從而進(jìn)行電連接。此外,對(duì)于在換向器中安裝了吸收成為電噪聲的原因的浪涌電壓的變阻器的電機(jī),有將換向器的端子和繞組線的端部與變阻器的金屬端子一體地熔接的電機(jī)(例如專利文獻(xiàn)1)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2006-296023號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的問題
然而,在通過熱接合將換向器的端子和繞組線的端部進(jìn)行電連接的情況下,一般是,在將繞組線捆扎在端子而卡止后,從端子的前端側(cè)開始進(jìn)行熔接或焊接等。這時(shí),由于將繞組線相對(duì)于轉(zhuǎn)子鐵芯等以規(guī)定的張力(也就是卷取張力)進(jìn)行纏繞,因此,成為在捆扎在端子的繞組線的端部側(cè)作用向轉(zhuǎn)子鐵芯等的拉力的狀態(tài)。另外,如果在該狀態(tài)下卡止于端子的繞組線的端部不松弛而靜止,則在繞組線的端部作用以上述的拉力以上的力要停留在端子的力。也就是,在將繞組線在端子捆扎而卡止的狀態(tài)下,在繞組線的端部側(cè)作用拉力和要停留在此的力,但是,如果在此施加熱接合時(shí)的熱而使后者的力比前者的力小,則會(huì)導(dǎo)致繞組線的斷線。
針對(duì)這樣的課題,例如可以考慮,通過預(yù)先設(shè)置以在熱接合時(shí)在繞組線的端部側(cè)不作用拉力的方式進(jìn)行保持的構(gòu)件,在熱接合時(shí)使拉力盡可能地小,從而防止熱接合時(shí)的斷線。然而,對(duì)于這樣的方法,在去掉進(jìn)行保持的構(gòu)件以后,位于通過熱接合而在端子生成的熔融球的根部的繞組線成為上述的拉力總是作用的狀態(tài)。因此,有可能由于老化該根部的部分會(huì)斷線。特別地,越是電機(jī)尺寸小繞組線的線徑細(xì),則相對(duì)于根部的部分的拉力的影響越大,因此,斷線的可能性越大。
本發(fā)明是鑒于這樣的課題而提出的,其目的在于,提供構(gòu)成為能夠防止將電機(jī)的通電零件的端子和繞組線熱接合后的斷線的電連接部的構(gòu)造及其形成方法、以及應(yīng)用了該電連接部的構(gòu)造的轉(zhuǎn)子及電機(jī)。此外,不限于該目的,本發(fā)明的其他目的在于,起到由在后述的用于實(shí)施發(fā)明的形態(tài)中示出的各構(gòu)成帶來的作用效果,即由以往技術(shù)不能得到的作用效果。
解決問題的方案
(1)在此公開的電連接部的構(gòu)造,是將電機(jī)的通電零件的端子和繞組線進(jìn)行熱接合后的電連接部的構(gòu)造,其特征在于,所述端子具有位于基端側(cè)的卡止部和位于前端側(cè)的熔融部,所述繞組線具有:捆扎部,其在所述卡止部纏繞并且其一端部連到由所述熔融部生成的熔融球;和連接線部,其從以纏繞狀態(tài)設(shè)置的所述電機(jī)的主繞組部張緊設(shè)置并與所述捆扎部的另一端部連續(xù),所述捆扎部的所述一端部是將所述連接線部向所述主繞組部側(cè)拉扯的張力不作用的狀態(tài)。
(2)優(yōu)選,熱接合后的所述捆扎部是使相對(duì)于所述卡止部的纏繞狀態(tài)保持的支撐力發(fā)生作用的狀態(tài),所述支撐力比所述張力大。
(3)優(yōu)選,所述端子具有區(qū)劃部,該區(qū)劃部將所述卡止部和所述熔融部進(jìn)行區(qū)劃并且保持所述支撐力比所述張力大的狀態(tài)。
(4)優(yōu)選,所述熔融球是在從所述端子的前端側(cè)將所述繞組線進(jìn)行熱接合時(shí)被所述區(qū)劃部限制推進(jìn)而生成的。
(5)優(yōu)選,所述區(qū)劃部與所述卡止部相比橫截面積大。
(6)優(yōu)選,所述區(qū)劃部包括與所述卡止部相比擴(kuò)寬而形成的寬幅部。
(7)優(yōu)選,所述區(qū)劃部包括與所述卡止部相比以壁厚的方式形成的壁厚部。
(8)優(yōu)選,在所述熔融部形成有與所述區(qū)劃部相比將橫截面積減少的缺口部。
(9)優(yōu)選,所述區(qū)劃部包括異質(zhì)部,該異質(zhì)部由與所述熔融球的材料相比具有難以熔化的性質(zhì)的材料形成。
(10)優(yōu)選,在所述端子,從所述基端側(cè)起按順序設(shè)置有所述卡止部、所述區(qū)劃部和所述熔融部,在所述捆扎部包括將所述區(qū)劃部斜著橫跨的橫跨線部,并且,所述橫跨線部配置為,沿著所述端子的所述主繞組部側(cè)的一面的根數(shù)少于沿著所述一面相反側(cè)的另一面的根數(shù)。
(11)優(yōu)選,所述通電零件包括與所述電機(jī)的鐵芯一起纏繞所述繞組線的導(dǎo)通板,在所述導(dǎo)通板的所述端子,將所述橫跨線部只設(shè)置在所述另一面?zhèn)取?/p>
(12)優(yōu)選,所述熔融球位于所述端子的所述另一面?zhèn)取?/p>
(13)優(yōu)選,所述通電零件包括與所述電機(jī)的鐵芯一起纏繞所述繞組線的導(dǎo)通板,所述連接線部在所述導(dǎo)通板的所述端子的與將所述基端側(cè)和所述前端側(cè)連結(jié)的長(zhǎng)度方向正交的寬度方向,所述連接線部的兩端部位于同一側(cè)。
(14)優(yōu)選,所述繞組線的前端位于所述熔融部。
(15)優(yōu)選,在所述熔融部以不重疊的方式將所述繞組線纏繞。
(16)優(yōu)選,所述熔融部由與所述繞組線的材料相比熔點(diǎn)低的材料形成。
(17)優(yōu)選,所述熔融部的材料是磷青銅,所述繞組線的材料是無氧銅。
(18)在此公開的轉(zhuǎn)子的特征在于,該轉(zhuǎn)子是利用上述(1)~(17)中任意一項(xiàng)記載的所述電連接部的構(gòu)造將所述通電零件的所述端子和所述繞組線連接而成。
(19)另外,在此公開的電機(jī)的特征在于,該電機(jī)是利用上述(1)~(17)中任意一項(xiàng)記載的所述電連接部的構(gòu)造將所述通電零件的所述端子和所述繞組線連接而成。
(20)在此公開的第一電連接部的形成方法,是形成具有端子的通電零件的所述端子和繞組線之間的電的連接部的方法,該端子在基端側(cè)具有卡止部、在前端側(cè)具有熔融部并且與電機(jī)的所述繞組線熱接合,該方法包括纏繞工序和接合工序。在上述纏繞工序中設(shè)置:將所述繞組線設(shè)為纏繞狀態(tài)而成的所述電機(jī)的主繞組部、在與所述主繞組部之間隔著連接線部將所述繞組線纏繞在所述卡止部而成的第一繞組線部、和與所述第一繞組線部連續(xù)地將所述繞組線在所述熔融部纏繞而成的第二繞組線部。在上述接合工序中,與所述纏繞工序并行或在其后進(jìn)行,將所述熔融部熔融與所述第二繞組線部進(jìn)行熱接合。并且,在所述纏繞工序中,以相對(duì)于所述卡止部的所述第一繞組線部的支撐力比將所述連接線部向所述主繞組部側(cè)拉扯的力大的方式,將所述繞組線纏繞,在所述接合工序中,保持所述支撐力比所述張力大的狀態(tài)不變地結(jié)束熱接合。
(21)在此公開的第二電連接部的形成方法,是形成電機(jī)的通電零件的端子和繞組線之間的電的連接部的方法,該方法包括成型工序、纏繞工序和接合工序。在所述成型工序中,將所述端子成型為,將所述端子的基端側(cè)設(shè)為卡止部,將前端側(cè)設(shè)為熔融部,并且將比所述熔融部靠基端側(cè)的部位設(shè)為比所述熔融部難以熔融的熔融困難部而成的規(guī)定形狀。在所述纏繞工序中,在所述成型工序后進(jìn)行,在該纏繞工序中設(shè)置:將所述繞組線設(shè)為纏繞狀態(tài)而成的所述電機(jī)的主繞組部、在與所述主繞組部之間隔著被張緊設(shè)置的連接線部將所述繞組線纏繞在所述卡止部而成的第一繞組線部、和與所述第一繞組線部連續(xù)地將所述繞組線纏繞在所述熔融部而成的第二繞組線部。在所述接合工序中,與所述纏繞工序并行或在其后進(jìn)行,將所述熔融部熔融與所述第二繞組線部進(jìn)行熱接合。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明的電連接部的構(gòu)造及形成方法,在捆扎部(第一繞組線部)的一端部,由于不作用在連接線部作用的張力,因此,不會(huì)施加由于卷取張力產(chǎn)生的應(yīng)力。由此,能夠防止由于老化引起的一端部處的斷線。另外,即使在電連接部施加了振動(dòng)的情況下,由于一端部成為張力不作用的狀態(tài),因此,也能夠防止由于振動(dòng)引起的斷線。
附圖說明
圖1是具備應(yīng)用了實(shí)施方式的電連接部的構(gòu)造的轉(zhuǎn)子的電機(jī)的軸向半剖面圖。
圖2是分解表示圖1的轉(zhuǎn)子的接線前的狀態(tài)的立體圖。
圖3是構(gòu)成圖1的轉(zhuǎn)子的零件中的、(a)從軸向觀察鐵芯的圖、(b)從軸向觀察導(dǎo)通板的圖、(c)換向器的立體圖。
圖4是表示圖1的轉(zhuǎn)子的接線后且向?qū)ò宓娜劢雍蟮臓顟B(tài)的部分側(cè)視圖。
圖5是表示圖4的轉(zhuǎn)子的接線前的狀態(tài)的軸向剖面圖。
圖6是應(yīng)用了實(shí)施方式的電連接部的構(gòu)造的導(dǎo)通板端子的示意圖、(a)表示熔接前、(b)表示熔接后。
圖7是用于說明斷線的產(chǎn)生機(jī)制的示意圖、(a)表示熔接前、(b)表示熔接后。
圖8中(a)是用于說明熔融困難部的位置的圖、(b)是對(duì)熔融困難部的作用進(jìn)行說明的曲線圖。
圖9是表示包含實(shí)施方式的連接部的形成方法的轉(zhuǎn)子制造方法的一例的流程圖。
圖10中(a)~(c)是表示圖6中(a)的導(dǎo)通板端子的變形例的示意圖。
圖11中(a)~(f)是表示熔融困難部的變形例的示意圖。
圖12是表示針對(duì)變形例導(dǎo)通板端子的繞組線的纏繞狀態(tài)的示意圖、(a)是從軸向觀察的圖、(b)是從徑向觀察的圖。
圖13中(a)及(b)是熔接后的與圖12中(a)及(b)的每個(gè)對(duì)應(yīng)的圖。
圖14是圖12中(a)的變形例。
圖15是表示針對(duì)換向器端子的繞組線的纏繞狀態(tài)的示意圖(從軸向觀察的圖)。
具體實(shí)施方式
參照附圖對(duì)作為實(shí)施方式的電連接部的構(gòu)造、應(yīng)用了該構(gòu)造的轉(zhuǎn)子及電機(jī)、和電連接部的形成方法進(jìn)行說明。以下所示的實(shí)施方式只是示例,并不是意圖排除在以下的實(shí)施方式中未明示的各種變形和技術(shù)的應(yīng)用。對(duì)于本實(shí)施方式的各構(gòu)成,在不脫離其主旨的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變形來實(shí)施。另外,可以根據(jù)需要選擇性地取舍,或可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行組合。
本實(shí)施方式中,示例了有刷的dc電機(jī),對(duì)通過熱接合將構(gòu)成該電機(jī)的轉(zhuǎn)子的通電零件的端子和繞組線進(jìn)行電連接的連接部的構(gòu)造進(jìn)行說明,并且,對(duì)通過熱接合進(jìn)行了電連接的連接部的構(gòu)造進(jìn)行說明。另外,在本實(shí)施方式中,作為繞組線的纏繞方式(電路構(gòu)成)示例了y形接線方式(y形接線的電路)。即,本實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子具備:通過y形接線方式連接的繞組線、連接該繞組線的一端的換向器、和連接繞組線的另一端的導(dǎo)通板。
換向器及導(dǎo)通板包含于上述的通電零件。本實(shí)施方式中,示例了通過焊接將換向器的端子和繞組線之間的連接部進(jìn)行接合,且通過熔接將導(dǎo)通板的端子和繞組線之間的連接部進(jìn)行接合的情況。在以下的說明中,對(duì)電機(jī)及轉(zhuǎn)子的各結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明,并且,對(duì)作為通電零件的換向器及導(dǎo)通板的各端子與繞組線之間的連接部的連接構(gòu)造進(jìn)行說明。接著對(duì)連接部的形成方法進(jìn)行說明。
[1.整體結(jié)構(gòu)]
圖1是本實(shí)施方式的dc電機(jī)1(以下稱為“電機(jī)1”)的軸向半剖面圖。電機(jī)1是永磁鐵勵(lì)磁式的有刷直流電機(jī),具備定子2、轉(zhuǎn)子3和端箍4。
定子2具備:形成為有底筒狀的殼體2a;和沿著殼體2a的內(nèi)周面固定的永磁鐵2b。在已將轉(zhuǎn)子3裝配的狀態(tài)下,永磁鐵2b與轉(zhuǎn)子3的鐵芯20相對(duì)置,并以圍繞的方式向軸向延伸設(shè)置。本實(shí)施方式的永磁鐵2b的軸向上的一端和另一端都配置在超過了鐵芯20的對(duì)應(yīng)的一端和另一端的位置。在殼體2a中,在永磁鐵2b的端箍4側(cè)的端面和端箍4之間形成有空間2c。另外,在殼體2a的底部中央貫穿設(shè)置有圓形狀的孔部2h,在該孔部2h內(nèi)嵌有軸承座2d。軸承座2d具有自由旋轉(zhuǎn)地支撐轉(zhuǎn)子3的轉(zhuǎn)軸10的一端的軸承2e。
端箍4具備:在殼體2a的開口部固定的主體部4a、在主體部4a保持的電刷4b、和用于向電機(jī)1供電的兩個(gè)接線柱4c。電刷4b是與后述的換向器40的電刷接觸部42a滑動(dòng)接觸的零件,被電刷基座部(圖示略)支撐并且與接線柱4c連接。在端箍4固定于殼體2a的狀態(tài)下,接線柱4c以向殼體2a的外部突出的方式固定于主體部4a。在主體部4a的中央貫穿設(shè)置有圓形狀的孔部4h,在該孔部4h內(nèi)嵌有自由旋轉(zhuǎn)地支撐轉(zhuǎn)軸10的另一端的軸承4e。
轉(zhuǎn)子3具備:與轉(zhuǎn)軸10一體旋轉(zhuǎn)的鐵芯20、固定于轉(zhuǎn)軸10的換向器40、和導(dǎo)通板50。轉(zhuǎn)軸10是將轉(zhuǎn)子3進(jìn)行支撐的旋轉(zhuǎn)軸,作為將電機(jī)1的輸出向外部取出的輸出軸而發(fā)揮功能。鐵芯20是將相同形狀的多個(gè)鋼板層疊而成的層疊鐵芯,在其中心以使軸向與鋼板的層疊方向一致的狀態(tài)固定有轉(zhuǎn)軸10。并且,在鐵芯20纏繞有以y形接線方式連接的繞組線30。
如圖2及圖3中(a)所示,本實(shí)施方式的鐵芯20是具有三次旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性的外形。具體而言,鐵芯20由被轉(zhuǎn)軸10插通并且形成有三個(gè)鍵槽25的中央部21、從中央部21向徑向外側(cè)以放射狀延伸設(shè)置的三個(gè)齒部22、和在各齒部22的外端部以在周向相互間隔開的方式設(shè)置的三個(gè)圓弧部23構(gòu)成,形成有由位于各齒部22的前端側(cè)的圓弧部23圍成的縫隙24。該縫隙24是在鐵芯20的軸向延伸的槽,在鐵芯20的周向以等間隔形成有三個(gè)。在鐵芯20的齒部22通過該齒部22的兩側(cè)的縫隙24以規(guī)定的匝數(shù)纏繞有繞組線30。此外,在纏繞有繞組線30的鐵芯20的部分涂敷有絕緣層(圖示略),確保了絕緣性。
如圖4所示,繞組線30是通過電流流動(dòng)而產(chǎn)生磁力的絕緣電線。本實(shí)施方式的繞組線30的材料是高純度銅(無氧銅),例如是由聚氨酯等被膜覆蓋而成的漆皮銅線。此外,繞組線30也可以由高純度銅以外(例如磷青銅、銅合金、銅以外的金屬)的材料形成。在鐵芯20的各齒部22纏繞的繞組線30以y形接線方式連接。即,繞組線30的一端在與后述的換向器40的三個(gè)端子42b(以下稱為“換向器端子42b”)中的一個(gè)連接后,在鐵芯20的三個(gè)齒部22中的一個(gè)纏繞,并且繞組線30的另一端與后述的導(dǎo)通板50的三個(gè)端子53(以下稱為“導(dǎo)通板端子53”)中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)連接。例如,可以通過利用繞線裝置在各齒部22實(shí)施該處理,從而形成y形接線方式的轉(zhuǎn)子3。以下,將在鐵芯20纏繞的繞組線30稱為主繞組部34,將主繞組部34中的從鐵芯20的端面凸起的部分(膨出為山狀的部分)稱為繞線包35。即,主繞組部34是繞組線30中以纏繞狀態(tài)設(shè)置并產(chǎn)生磁力的部分。
如圖2及圖3中(c)所示,換向器40具有:固定于轉(zhuǎn)軸10的樹脂制且作為筒狀的絕緣零件的支撐體41;和金屬制的三個(gè)換向器片42。本實(shí)施方式的換向器片42的材料是高純度銅(無氧銅)。此外,換向器片42只要是至少比釬焊材料(例如焊錫)的熔點(diǎn)高的材料即可,例如也可以由磷青銅、銅合金、銅以外的金屬(金、銀等)材料形成。如圖5所示,本實(shí)施方式的換向器40中,在壓緊部件44的外周側(cè)配置并安裝有吸收成為電噪聲的原因的浪涌電壓的變阻器43。
換向器40中的支撐體41具有:安裝有換向器片42的第一圓筒部41a;比第一圓筒部41a擴(kuò)徑了的中間部41b;隔著中間部41b設(shè)置于第一圓筒部41a相反側(cè)的第二圓筒部41c;和從第二圓筒部41c向軸向凸出設(shè)置的三個(gè)腳部41d(絕緣部)。繞線包35位于第二圓筒部41c的周圍(參照?qǐng)D1及圖4)。另外,腳部41d是從第二圓筒部41c的環(huán)狀的緣部凸出設(shè)置的突起,在周向等間隔地被設(shè)置。腳部41d發(fā)揮以下功能:限制相對(duì)于轉(zhuǎn)軸10的導(dǎo)通板50在周向及徑向上的位置,并且將導(dǎo)通板50和轉(zhuǎn)軸10之間進(jìn)行絕緣。
換向器片42具有:電刷4b進(jìn)行滑動(dòng)接觸的電刷接觸部42a;和連接繞組線30的換向器端子42b。電刷接觸部42a成為將圓筒三分割后的形狀,其內(nèi)周面與支撐體41的第一圓筒部41a的外周面進(jìn)行面接觸。在將換向器片42的電刷接觸部42a的內(nèi)周面與第一圓筒部41a的外周面面接觸的狀態(tài)下,安裝環(huán)狀的壓緊部件44,從而換向器片42被固定于支撐體41。
換向器端子42b是從電刷接觸部42a的圓弧狀端部向徑向外側(cè)凸出設(shè)置的平板狀的部位,在將繞組線30纏繞多圈而卡止(鉤掛)后通過熔接或焊接之類的熱接合(利用了熱的接合處理)被進(jìn)行接合。本實(shí)施方式的換向器端子42b通過焊接與繞組線30接合。圖4中的涂黑的部位45表示焊錫。此外,本實(shí)施方式的換向器端子42b的材料是高純度銅(無氧銅)。
換向器端子42b具有:位于長(zhǎng)度方向(徑向)的基端側(cè)的卡止部42c;位于前端側(cè)的熔融部42d;以及在卡止部42c和熔融部42d之間設(shè)置的寬幅部42e。即,在換向器端子42b按照從徑向內(nèi)側(cè)向外側(cè)的順序設(shè)置有卡止部42c、寬幅部42e、熔融部42d。此外,關(guān)于換向器端子42b的包括具體形狀的連接構(gòu)造〔換向器端子42b與繞組線30之間的連接部的構(gòu)造〕,將后述。
導(dǎo)通板50是形成電中性點(diǎn)的金屬制的板狀零件,如圖1及圖5所示,在換向器40的換向器端子42b與鐵芯20之間,隔著換向器40的腳部41d外嵌于轉(zhuǎn)軸10。導(dǎo)通板50設(shè)置為,與繞組線30連接的導(dǎo)通板端子53位于比在鐵芯20纏繞的繞組線30的繞線包35靠端箍4側(cè),且位于比換向器端子42b靠鐵芯20側(cè)。即,導(dǎo)通板50以導(dǎo)通板端子53與繞線包35分離也與換向器端子42b分離的方式,其軸向位置設(shè)定在繞線包35和換向器端子42b之間的中間部70。由此,避免了導(dǎo)通板端子53與電刷4b之間的干擾,并且,將導(dǎo)通板端子53和繞組線30進(jìn)行熱接合時(shí)的熱難以傳遞到繞組線30。
如圖2及圖3中(b)所示,導(dǎo)通板50是具有三次旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性的外形。具體而言,導(dǎo)通板50具有:在中心具有轉(zhuǎn)軸插通用的貫通孔51h的平面部51;設(shè)置在比平面部51靠徑向外側(cè)的三個(gè)導(dǎo)通板端子53;和在平面部51和導(dǎo)通板端子53之間連續(xù)設(shè)置的立臂部52。本實(shí)施方式的導(dǎo)通板50由高純度銅(無氧銅)的一張板形成。此外,導(dǎo)通板50的材料不限于高純度銅(無氧銅),例如也可以是磷青銅、銅合金、銅以外的金屬(金、銀等)。由至少比釬焊材料(例如焊錫)的熔點(diǎn)高的材料形成導(dǎo)通板50即可。
平面部51是形成電中性點(diǎn)的部位,具有:被轉(zhuǎn)軸10插通的環(huán)狀部51a;和從環(huán)狀部51a向徑向外側(cè)以放射狀延伸設(shè)置的三個(gè)延伸設(shè)置部51b。在將三個(gè)延伸設(shè)置部51b的每個(gè)向徑向延長(zhǎng)時(shí)的延長(zhǎng)線上設(shè)置立臂部52及導(dǎo)通板端子53。環(huán)狀部51a的中心的貫通孔51h具有比轉(zhuǎn)軸10的外徑大一圈的內(nèi)徑,并且具有將換向器40的支撐體41的腳部41d卡合的凹部51g。由此,導(dǎo)通板50被設(shè)為與轉(zhuǎn)軸10非接觸,并且借助于腳部41d限制了相對(duì)于轉(zhuǎn)軸10的在周向及徑向上的位置。此外,腳部41d也與鐵芯20的鍵槽25卡合。
立臂部52是用于規(guī)定導(dǎo)通板端子53的軸向位置的部位,且是從平面部51的延伸設(shè)置部51b的徑向外側(cè)的端部向與平面部51交叉的方向延伸設(shè)置(豎立設(shè)置)。如圖2~圖5所示,本實(shí)施方式的導(dǎo)通板50的平面部51隔著絕緣層載置于鐵芯20的端面。即,導(dǎo)通板50的延伸設(shè)置部51b載置于鐵芯20的齒部22上,在平面部51與齒部22共同地纏繞有繞組線30。在將平面部51載置于鐵芯20的端面時(shí),立臂部52規(guī)定導(dǎo)通板端子53的位置,從而導(dǎo)通板50的定位變得容易。
導(dǎo)通板端子53是從立臂部52的延伸設(shè)置部51b相反側(cè)的端部(延伸設(shè)置方向端部)向徑向外側(cè)凸出設(shè)置的平板狀的部位,在將繞組線30纏繞多圈而卡止(鉤掛)后通過熔接或焊接之類的熱接合被進(jìn)行接合。本實(shí)施方式的導(dǎo)通板端子53由高純度銅(無氧銅)成型,通過tig熔接與繞組線30接合。圖1、圖4及圖6的(b)中的帶有網(wǎng)眼圖案的部位55表示通過將導(dǎo)通板端子53熔化后凝固而生成的熔融球。此外,熔接的種類不限于tig熔接,也可以采用其他的電弧熔接。關(guān)于包括導(dǎo)通板端子53的具體形狀的連接構(gòu)造〔導(dǎo)通板端子53與繞組線30之間的連接部的構(gòu)造〕,將后述。
本實(shí)施方式的導(dǎo)通板端子53在將導(dǎo)通板50相對(duì)于轉(zhuǎn)軸10外嵌后的組裝狀態(tài)下,以與轉(zhuǎn)軸10的軸向正交的方式,從立臂部52向外方凸出設(shè)置。由此,在將繞組線30和導(dǎo)通板端子53進(jìn)行熱接合時(shí),容易在導(dǎo)通板端子53找到目標(biāo),因此,提高了接合作業(yè)性。另外,通過在與軸向正交的方向上設(shè)置導(dǎo)通板端子53,從而接合時(shí)的熔接電極只在與軸向正交的方向上進(jìn)行移動(dòng)即可,制造設(shè)備的控制變得容易。進(jìn)而,通過將導(dǎo)通板端子53在與轉(zhuǎn)軸10的軸向正交的方向上凸出設(shè)置,從而距繞線包35的距離變大,接合時(shí)的熱更難以傳遞到繞組線30。
此外,本實(shí)施方式的立臂部52是通過從平面部51向垂直方向彎曲而形成并被豎立設(shè)置,設(shè)置為與轉(zhuǎn)軸10的軸向平行,因此,導(dǎo)通板端子53向與立臂部52正交的方向凸出設(shè)置。這樣,通過將立臂部52在與平面部51正交的方向延伸設(shè)置,從而為了在規(guī)定位置配置導(dǎo)通板端子53而需要的立臂部52的長(zhǎng)度變得最小。
導(dǎo)通板端子53被配置在繞線包35與換向器端子42b之間的中間部70的、軸向上的中央?yún)^(qū)域。這是因?yàn)榇嬖谝韵乱嫣帲簩?dǎo)通板端子53越離繞線包35遠(yuǎn)傳遞到繞組線30的熱的影響越小的益處、導(dǎo)通板端子53越離繞線包35近則越容易纏繞繞組線30的益處。即,通過將導(dǎo)通板端子53的軸向位置設(shè)在中間部70的中央?yún)^(qū)域,能夠在抑制接合時(shí)的熱的傳遞的同時(shí),確保向鐵芯20的纏繞作業(yè)的容易度。此外,在此說的中央?yún)^(qū)域不是嚴(yán)格的中間部70的軸向長(zhǎng)度l的中心,是指包括中心的規(guī)定寬度。即,導(dǎo)通板50在使平面部51載置于鐵芯20的端面的狀態(tài)下,以導(dǎo)通板端子53位于距離繞線包35和換向器端子42b大致等距離的中央?yún)^(qū)域內(nèi)的方式,設(shè)定立臂部52的高度(軸向長(zhǎng)度)。
即,導(dǎo)通板端子53設(shè)置為,其前端位于比鐵芯20的外周面靠徑向外側(cè)的位置,與繞線包35分離。由此,接合時(shí)的熱更難以傳遞到繞組線30。另外,只能將繞組線即纏繞在比導(dǎo)通板50的立臂部52靠徑向內(nèi)側(cè)。對(duì)此,通過將導(dǎo)通板端子53凸出設(shè)置在比鐵芯20的外周面靠徑向外側(cè)的位置,從而相對(duì)地立臂部52的徑向位置變得與鐵芯20的外周面的位置同程度,能夠纏繞繞組線30的空間(徑向長(zhǎng)度)變寬??傊?,由于平面部51的延伸設(shè)置部51b的徑向長(zhǎng)度與齒部22的徑向長(zhǎng)度同程度,從而能夠在鐵芯20纏繞的繞組線30的寬度(徑向長(zhǎng)度)不會(huì)受到導(dǎo)通板50的限制。
此外,導(dǎo)通板端子53的熔接前后的長(zhǎng)度方向長(zhǎng)度會(huì)發(fā)生變化,但是,在熔接前后,優(yōu)選將導(dǎo)通板端子53凸出設(shè)置在比鐵芯20的外周面靠徑向外側(cè)的位置。另外,如圖1所示,在將轉(zhuǎn)子3組裝在定子2的狀態(tài)下,導(dǎo)通板端子53配置在殼體2a內(nèi)的空間2c。這時(shí),導(dǎo)通板端子53與殼體2a的內(nèi)周面非接觸。換言之,導(dǎo)通板50被設(shè)為,在將轉(zhuǎn)子3組裝于定子2的狀態(tài)下(即熔接后的形狀),導(dǎo)通板50不與殼體2a的內(nèi)周面接觸那樣的形狀。
在本實(shí)施方式的導(dǎo)通板50,與鐵芯20一起纏繞有繞組線30,因此,導(dǎo)通板50被設(shè)為與繞組線30絕緣。具體而言,如圖2、圖4及圖5所示,在導(dǎo)通板50的朝向轉(zhuǎn)軸前端側(cè)的面(鐵芯20相反側(cè)的面),以接觸的方式配置有絕緣體60。絕緣體60是具有三次旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性的外形的絕緣零件。本實(shí)施方式的絕緣體60具有:載置在平面部51的絕緣層相反側(cè)的面的絕緣平面部61;和沿著立臂部52的內(nèi)側(cè)面(朝向徑向內(nèi)側(cè)的面)延伸的絕緣立臂部62。本實(shí)施方式的絕緣體60由耐熱級(jí)別較高的材料成型。
絕緣平面部61具有:與導(dǎo)通板50的平面部51的環(huán)狀部51a相比在徑向及周向上大一圈的環(huán)狀部;和從環(huán)狀部向徑向外側(cè)放射狀地延伸設(shè)置的三個(gè)延伸設(shè)置部。另外,絕緣立臂部62形成為,與導(dǎo)通板50的立臂部52相比在周向上大一圈的形狀,其軸向長(zhǎng)度形成為從導(dǎo)通板50的平面部51到導(dǎo)通板端子53的長(zhǎng)度。由此,確保了導(dǎo)通板50與繞組線30之間的絕緣性。并且,絕緣立臂部62豎立設(shè)置在導(dǎo)通板50的導(dǎo)通板端子53和繞線包35之間。由此,利用絕緣體60切斷了接合時(shí)的熱的傳遞。換言之,絕緣體60也作為隔熱板發(fā)揮功能。
[2.連接部的構(gòu)造]
接著,對(duì)于導(dǎo)通板端子53與繞組線30之間的連接部的構(gòu)造(連接構(gòu)造),一邊說明導(dǎo)通板端子53的具體形狀一邊一起進(jìn)行說明。圖6中(a)及(b)是放大了導(dǎo)通板端子53的示意圖,(a)是熔接前,(b)是熔接后的形狀。此外,這些圖是從軸向(導(dǎo)通板端子53的板厚方向)觀察導(dǎo)通板端子53的圖。本實(shí)施方式中,與繞組線30的一端連接的換向器端子42b形成與導(dǎo)通板端子53相同的形狀,并且具有與導(dǎo)通板端子53相同的功能。因此,對(duì)于換向器端子42b和繞組線30之間的連接部的構(gòu)造,在導(dǎo)通板端子53的說明之后簡(jiǎn)單地進(jìn)行說明。
如圖6中(a)所示,熔接前的導(dǎo)通板端子53具有:位于長(zhǎng)度方向(徑向)的基端側(cè)的卡止部53a;位于前端側(cè)的熔融部53b;和設(shè)置在它們之間的寬幅部53c(區(qū)劃部)。
本連接構(gòu)造中,卡止部53a及熔融部53b具有彼此相同的寬度和厚度,都是將繞組線30纏繞數(shù)圈的部位。但是,被熔接的是熔融部53b,卡止部53a處的繞組線30的捆扎狀態(tài)在熔接前后不發(fā)生變化。即,纏繞在熔融部53b的繞組線30(以下稱為“第二繞組線部32”)被設(shè)為與導(dǎo)通板端子53熱接合的熱接合部,纏繞在卡止部53a的繞組線30(以下稱為“第一繞組線部31”)被設(shè)為不與導(dǎo)通板端子53熱接合的非熱接合部。此外,第一繞組線部31(捆扎部)是隔著在與主繞組部34之間作用張力(后述的連接張力f1)的狀態(tài)下的連接線部33而設(shè)置的繞組線30的一部分,第二繞組線部32是與第一繞組線部31連續(xù)設(shè)置的繞組線30的一部分。即,連接線部33是從主繞組部34張緊設(shè)置并與第一繞組線部31的另一端部連續(xù)的繞組線30的一部分。
在卡止部53a,經(jīng)由作用了與纏繞在鐵芯20的主繞組部34的張力(也就是卷取張力)大致相同的張力(連接張力f1)的狀態(tài)下的連接線部33,而以規(guī)定的張力(也就是鉤掛張力)將繞組線30纏繞數(shù)圈。該卡止部53a具有在熔接的前后將繞組線30卡止在導(dǎo)通板端子53的功能。另外,在熔融部53b,以與第一繞組線部31大致相同的張力與第一繞組線部31連續(xù)地將繞組線30纏繞數(shù)圈。熔融部53b是在熔接時(shí)與繞組線30一起熔化,并生成圖6中(b)所示那樣的熔融球55的部分,具有通過將導(dǎo)通板端子53和繞組線30進(jìn)行熔敷來進(jìn)行電連接的功能。
寬幅部53c位于卡止部53a和熔融部53b之間而將它們區(qū)劃,是與卡止部53a和熔融部53b相比擴(kuò)寬(以寬度變寬的方式)而形成的部位。即,寬幅部53c與卡止部53a和熔融部53b相比,橫截面積(在與長(zhǎng)度方向正交的方向上切斷的截面積)大。由此,寬幅部53c與導(dǎo)通板端子53中的其他的部位53a、53b相比,熱容量大,因此,在比熔融部53b靠基端側(cè),作為具有比熔融部53b難以熔化的性質(zhì)的熔融困難部而發(fā)揮功能。
對(duì)于本實(shí)施方式的寬幅部53c,其從軸向觀察的形狀為橢圓形狀,其厚度被設(shè)為與卡止部53a及熔融部53b相同。導(dǎo)通板端子53的整體形狀從軸向觀察時(shí)為十字形狀。此外,寬幅部53c也可以形成為矩形狀、楕圓形狀、三角形狀等。繞組線30不在寬幅部53c纏繞而是以斜著橫跨寬幅部53c的方式被設(shè)置。
寬幅部53c(熔融困難部)是用于降低熔接時(shí)的熔融速度的部位,使對(duì)導(dǎo)通板端子53從前端側(cè)進(jìn)行熔接時(shí)的熔融球55的推進(jìn)延遲。換言之,熔融球55在寬幅部53c被限制了推進(jìn)(變慢),因此,如果在此期間(熔融球55存在于寬幅部53c的期間)使熔接作業(yè)結(jié)束,則卡止部53a不會(huì)融化,繞組線30相對(duì)于導(dǎo)通板端子53的卡止?fàn)顟B(tài)被保持??傊?,本連接構(gòu)造中,針對(duì)導(dǎo)通板端子53,將繞組線30纏繞在卡止部53a及熔融部53b兩者,以只使卡止部53a及熔融部53b中的后者發(fā)生熔融的方式設(shè)置寬幅部53c,從而防止了熔接時(shí)的繞組線30的斷線。這樣,寬幅部53c具有在從熔融部53b側(cè)進(jìn)行熔接時(shí)以使熔融球55不向卡止部53a推進(jìn)的方式進(jìn)行限制(阻擋)的功能。
使用圖7中(a)、(b)對(duì)熔接時(shí)的斷線的產(chǎn)生機(jī)制進(jìn)行說明。圖7的(a)、(b)中,對(duì)表示在將上述的導(dǎo)通板端子53的形狀簡(jiǎn)單化后的端子5纏繞了繞組線6的狀態(tài)的圖,合并示出了相對(duì)于熔接長(zhǎng)度的力的關(guān)系(曲線圖)的圖,其中,(a)是熔接前的形狀,(b)是熔接后的形狀。端子5是由一種材料形成為平板狀的端子,具有同樣的截面形狀。繞組線6與上述的繞組線30相對(duì)應(yīng),具有:在端子5的基端側(cè)纏繞的第一繞組線部6a(捆扎部);與第一繞組線部6a連續(xù)設(shè)置的在端子5的前端側(cè)纏繞的第二繞組線部6b;和從以纏繞狀態(tài)設(shè)置的主繞組部6d張緊設(shè)置并與第一繞組線部6a的端部(另一端部)連續(xù)的連接線部6c。
在連接線部6c作用將在端子5纏繞的繞組線6(即第一繞組線部6a及第二繞組線部6b)向主繞組部6d側(cè)拉扯的力(以下稱為“連接張力f1”)。連接張力f1是將繞組線6在規(guī)定的零件(例如轉(zhuǎn)子鐵芯)以規(guī)定的張力(也就是卷取張力)進(jìn)行纏繞而產(chǎn)生的力,是與卷取張力等同的力或稍強(qiáng)的力。
另一方面,在第一繞組線部6a及第二繞組線部6b作用保持在端子5纏繞的狀態(tài)不變而停留在此的力(保持纏繞狀態(tài)的力,以下稱為“支撐力f2”)。支撐力f2相當(dāng)于將繞組線6的摩擦力和繞組線6的剛性力相加后的力。繞組線6的摩擦力由將繞組線6在端子5纏繞時(shí)的張力(也就是鉤掛張力)、繞組線6的粗度、和針對(duì)端子5的繞組線6的纏繞圈數(shù)等決定其大小。另外,繞組線6的剛性力由繞組線6的剛性決定其大小。此外,對(duì)于圖7的(a)、(b)中的支撐力f2,為了容易理解是抵抗連接張力f1的力,以與表示連接張力f1的箭頭相反朝向(圖中朝左)的箭頭表示。
如圖7中(a)所示,在熔接前的狀態(tài)(熔接長(zhǎng)度為0)下,在端子5纏繞而卡止的繞組線6不會(huì)松弛而靜止,因此,連接張力f1與支撐力f2之間的大小關(guān)系如曲線圖所示為“f1<f2”。若在該狀態(tài)下從端子5的前端側(cè)進(jìn)行熔接,則繞組線6與端子5一起熔化,因此,隨著熔接推進(jìn)(熔接長(zhǎng)度越變長(zhǎng))支撐力f2逐漸變小。而且,若熔接推進(jìn)到某個(gè)位置(圖中單點(diǎn)劃線的邊界線),則連接張力f1與支撐力f2之間的大小關(guān)系逆轉(zhuǎn),繞組線6發(fā)生斷線。此外,對(duì)于該斷線機(jī)制,只要是繞組線6會(huì)熔化的熱接合,不限于熔接都會(huì)產(chǎn)生。例如,在將以銅為主成分的繞組線6和端子5進(jìn)行焊接的情況下,有可能產(chǎn)生稱為銅熔入熔化的焊錫的“吃入”的現(xiàn)象而使繞組線6熔化,因此,與上述同樣,有可能繞組線6發(fā)生斷線。
因此,為了不讓繞組線6斷線,在連接張力f1與支撐力f2之間的大小關(guān)系不逆轉(zhuǎn)的范圍a內(nèi)(比邊界線靠前端側(cè))結(jié)束熔接即可。例如,如圖7中(b)所示,若在范圍a內(nèi)使熔接結(jié)束,則熔接結(jié)束后的連接張力f1和支撐力f2之間的關(guān)系依然被保持后者比前者大的(f2>f1的)狀態(tài)。因此,在位于與熔融球5y之間的邊界的繞組線6的一端部(以下稱為“根部6e”),成為連接張力f1不作用的狀態(tài),不施加由于卷取張力產(chǎn)生的應(yīng)力。由此,防止了由于老化引起的根部6e處的斷線。另外,即使在該連接構(gòu)造施加振動(dòng)的情況下,根部6e也是連接張力f1不作用的狀態(tài),因此,也防止了由于振動(dòng)引起的斷線。
因此,預(yù)先在端子5的基端側(cè)設(shè)置不熔接的部分,使得只在纏繞于該部分的繞組線部分產(chǎn)生比連接張力f1大的支撐力f2即可。例如,可以考慮,預(yù)先將端子5的前端側(cè)(比范圍a小的范圍)設(shè)為進(jìn)行熔接的部分(熔接區(qū)域),將基端側(cè)設(shè)為不進(jìn)行熔接的部分(非熔接區(qū)域),只在纏繞于非熔接區(qū)域的繞組線部分產(chǎn)生比連接張力f1大的支撐力f2,以此方式設(shè)置將繞組線6纏繞的連接構(gòu)造。在該連接構(gòu)造的情況下,如果將在端子5的非熔接區(qū)域以比連接張力f1大的支撐力f2纏繞的繞組線部分設(shè)為第一繞組線部6a,將在熔接區(qū)域纏繞的繞組線部分設(shè)為第二繞組線部6b,則第一繞組線部6a成為不被熱接合的部分(非熱接合部),第二繞組線部6b成為被熱接合的部分(熱接合部)。
另外,也可以考慮設(shè)為,在熔接區(qū)域與非熔接區(qū)域之間設(shè)置具有比熔接區(qū)域難熔的性質(zhì)的區(qū)域的連接構(gòu)造。即,如圖8中(a)所示,在范圍a中的基端側(cè)的部分,設(shè)置與范圍a內(nèi)的其他區(qū)域相比熱容量大的區(qū)域b(熔融困難區(qū)域b)。在是該連接構(gòu)造的情況下,如圖8中(b)所示,若從端子5的前端側(cè)將熔接推進(jìn),則從進(jìn)入到熔融困難區(qū)域b的時(shí)間點(diǎn)開始熔融速度下降,因此,能夠使為了將該區(qū)域b熔化所需的時(shí)間(熔接時(shí)間tw)加長(zhǎng)。也就是,在設(shè)置了熔融困難區(qū)域b的連接構(gòu)造中,在熔融速度下降時(shí)使熔接結(jié)束即可,因此能夠不使非熔接區(qū)域熔化,能夠防止熔接時(shí)的繞組線6的斷線。并且,不需要嚴(yán)格地設(shè)定熔接的結(jié)束時(shí)刻,在此基礎(chǔ)上,能夠?qū)⑷廴谇虻奈恢迷O(shè)在區(qū)域b內(nèi),因此,也能夠防止熔融球的位置偏移。
以上,對(duì)考慮了斷線機(jī)制的連接構(gòu)造進(jìn)行了說明,但是,上述的導(dǎo)通板端子53與繞組線30之間的連接部以成為這樣的連接構(gòu)造的方式,而被設(shè)置了卡止部53a、熔融部53b、和寬幅部53c,并且被纏繞繞組線30。即,卡止部53a、熔融部53b、和寬幅部53c分別被設(shè)為與上述的非熔接區(qū)域、熔接區(qū)域、和熔融困難區(qū)域?qū)?yīng)。而且,繞組線30中的第一繞組線部31以比將連接線部33向主繞組部34側(cè)拉扯的力(與上述的連接張力f1相當(dāng)?shù)牧?大的力(與上述的支撐力f2相當(dāng)?shù)牧?纏繞于卡止部53a。
而且,以在熔接完成后也保持力的大小關(guān)系(f2>f1)的方式,結(jié)束熔接。由此,如圖6中(b)所示,在位于與熔融球55之間的邊界(與由熔融部53b生成的熔融球55連接)的繞組線30的根部36(第一繞組線部31的一端部),成為連接張力f1不作用的狀態(tài),不施加由于卷取張力產(chǎn)生的應(yīng)力。因此,如上述那樣,能夠防止由于老化引起的根部36處的斷線。另外,即使在導(dǎo)通板端子53與繞組線30之間的連接部施加了振動(dòng)的情況下,根部36也是連接張力f1不作用的狀態(tài),因此,也防止了由于振動(dòng)引起的斷線。
另外,在從導(dǎo)通板端子53的前端側(cè)進(jìn)行熔接時(shí)以限制熔融球55的推進(jìn)的方式發(fā)揮功能的寬幅部53c具有在熔接后區(qū)劃出卡止部53a和熔融部53b并且保持支撐力f2比連接張力f1大的狀態(tài)的功能。即,寬幅部53c以使在熔接時(shí)熔融球55不進(jìn)入卡止部53a的方式進(jìn)行限制,因此,由于可靠地將卡止部53a和熔融部53b(熔融球55)分開,因此可靠地保持f2>f1的狀態(tài)。由此,即使在熔接后,也成為在連接線部33作用的連接張力f1在根部36不作用的狀態(tài)。
另外,換向器端子42b與繞組線30之間的連接部也與導(dǎo)通板端子53同樣,以成為考慮了斷線機(jī)制的連接構(gòu)造的方式,設(shè)置了卡止部42c、熔融部42d和寬幅部42e,并且纏繞有繞組線30。換向器端子42b的卡止部42c、熔融部42d和寬幅部42e的每個(gè)被設(shè)為與上述的非熔接區(qū)域、熔接區(qū)域和熔融困難區(qū)域?qū)?yīng)。即,被焊接的是前端側(cè)的熔融部42d,卡止部42c不被熔接。另外,寬幅部42e具有作為熔融困難部的功能和以使熔融球不向卡止部42c推進(jìn)的方式進(jìn)行限制(阻擋)的功能。
另外,在換向器端子42b的基端側(cè)纏繞的繞組線部分(第一繞組線部、捆扎部)以比將連接線部向主繞組部34側(cè)拉扯的力(與上述的連接張力f1相當(dāng)?shù)牧?大的力(與上述的支撐力f2相當(dāng)?shù)牧?纏繞于卡止部42c。而且,以在熔接完成后也保持力的大小關(guān)系(f2>f1)的方式,結(jié)束焊接。由此,即使在換向器端子42b,在位于與熔融球之間的邊界(與由熔融部42d生成的熔融球連接)的繞組線30的根部(第一繞組線部的一端部),成為連接張力f1不作用的狀態(tài),不施加由于卷取張力產(chǎn)生的應(yīng)力。
此外,在是焊接(釬焊)的情況下,基本上熔化的焊錫45(硬釬焊料)成為熔融球,但是,熔融部42d的一部分也會(huì)熔入而成為熔融球。也就是,熔融球是在至少熔融部被熱接合時(shí)生成的。此外,寬幅部42e與上述的寬幅部53c同樣,具有在熔接后將卡止部42c和熔融部42d進(jìn)行區(qū)劃并且保持支撐力f2比連接張力f1大的狀態(tài)的功能,另外,也起到防止在接合時(shí)熔融球的位置發(fā)生偏移的作用。
[3.連接部的形成方法、轉(zhuǎn)子的制造方法]
使用圖9對(duì)包括上述的連接部的形成方法的、轉(zhuǎn)子3的制造方法進(jìn)行說明。在該制造方法中,包括:導(dǎo)通板50的成型工序(步驟s10);向轉(zhuǎn)軸10的組裝工序(步驟s20);纏繞繞組線30的纏繞工序(步驟s30);和將繞組線30的兩端部進(jìn)行接合的接合工序(步驟s40),按該順序?qū)嵤┧膫€(gè)工序。對(duì)于這些工序,可以由裝置自動(dòng)地實(shí)施,也可以手動(dòng)進(jìn)行。另外,這些四個(gè)工序中的、成型工序和纏繞工序、接合工序也是連接部的形成方法。此外,對(duì)于轉(zhuǎn)子3的零件(轉(zhuǎn)軸10、鐵芯20等),除了導(dǎo)通板50以外,預(yù)先準(zhǔn)備好了。
在成型工序,通過沖壓加工將導(dǎo)通板50成型為上述的完成形狀(規(guī)定形狀)。即,成型了具有以下部件的導(dǎo)通板50:形成電中性點(diǎn)的平面部51;從平面部51的徑向外側(cè)的端部向與平面部51交叉的方向延伸設(shè)置的三個(gè)立臂部52;和從各立臂部52的端部向徑向外側(cè)凸出設(shè)置的導(dǎo)通板端子53。這時(shí),導(dǎo)通板50的立臂部52的高度被設(shè)定為,在將導(dǎo)通板50的平面部51載置于鐵芯20的端面的狀態(tài)下,導(dǎo)通板端子53位于比繞組線30的繞線包35靠轉(zhuǎn)軸10的前端側(cè)的位置,且位于比換向器端子42b靠鐵芯20側(cè)的位置。本實(shí)施方式中,以導(dǎo)通板端子53位于繞線包35和換向器端子42b之間的中間部70的中央?yún)^(qū)域的方式,設(shè)定了立臂部52的高度。
另外,導(dǎo)通板50的導(dǎo)通板端子53形成為具有上述的卡止部53a、熔融部53b和寬幅部53c(區(qū)劃部、熔融困難部)的完成形狀。即,在成型工序,以導(dǎo)通板端子53的基端側(cè)成為卡止部53a,前端側(cè)成為熔融部53b,比熔融部53b靠基端側(cè)的部位成為比熔融部53b難以熔融的寬幅部53c的方式,將導(dǎo)通板端子53成型。另外,本實(shí)施方式中,導(dǎo)通板50的導(dǎo)通板端子53以在組裝狀態(tài)下向與轉(zhuǎn)軸10的軸向正交的方向延伸的方式而彎曲形成。并且,以導(dǎo)通板端子53在熔接前后向比鐵芯20的外周面靠徑向外側(cè)突出,且在熔接后與殼體2a的內(nèi)周面非接觸的方式,將導(dǎo)通板50成型。
在組裝工序,將鐵芯20、通過成型工序成型的導(dǎo)通板50、絕緣體60和換向器40等零件向轉(zhuǎn)軸10組裝。
在纏繞工序,設(shè)置:將繞組線30設(shè)為纏繞狀態(tài)而成的主繞組部34;將繞組線30纏繞在卡止部42c、53a而成的第一繞組線部31;與第一繞組線部31連續(xù)地將繞組線30纏繞在熔融部42d、53b而成的第二繞組線部32;以及在主繞組部34和第一繞組線部31之間架設(shè)的連接線部33。即,第一繞組線部31被設(shè)置為,在與主繞組部34之間隔著連接線部33。
在本實(shí)施方式的纏繞工序,在將繞組線30的一端在換向器40的三個(gè)換向器端子42b中的一個(gè)進(jìn)行纏繞來設(shè)置第一纏繞部31及第二繞組線部32后,經(jīng)過作用了規(guī)定張力(連接張力f1)狀態(tài)下的連接線部33,在鐵芯20的三個(gè)齒部22中的一個(gè)以規(guī)定的匝數(shù)進(jìn)行纏繞來設(shè)置主繞組部34。這時(shí),導(dǎo)通板50的導(dǎo)通板端子53被配置在中間部70的中央?yún)^(qū)域,因此,確保了相對(duì)于鐵芯20的繞組線30的纏繞作業(yè)性。
進(jìn)而,將從主繞組部34延伸的繞組線30的另一端在導(dǎo)通板50的三個(gè)導(dǎo)通板端子53中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)進(jìn)行纏繞(鉤掛),來經(jīng)過連接線部33設(shè)置第一繞組線部31及第二繞組線部32。這時(shí),以在換向器端子42b、導(dǎo)通板端子53的各卡止部42c、53a使繞組線30(第一繞組線部31)停留的力(支撐力f2)比將連接線部33向主繞組部34側(cè)拉扯的力(連接張力f1)大的方式,將繞組線30在換向器端子42b、導(dǎo)通板端子53的每個(gè)纏繞數(shù)圈。即,以將繞組線30只在各卡止部42c、53a捆扎的狀態(tài)下繞組線30不會(huì)松弛而靜止的方式,纏繞繞組線30。將該作業(yè)在三個(gè)地方進(jìn)行。
在接合工序,將繞組線30的一端通過焊接與換向器端子42b接合,并且將繞組線30的另一端通過tig熔接與導(dǎo)通板端子53接合。這時(shí),將兩端子42b、53的熔融部42d、53b熔融而與第二繞組線部32熱接合。本實(shí)施方式的導(dǎo)通板端子53被配置在中間部70的中央?yún)^(qū)域,并且比鐵芯20的外周面向徑向外側(cè)凸出設(shè)置,因此,接合時(shí)的熱難以向繞組線30傳遞。
此外,本制造方法(形成方法)中,在纏繞工序后實(shí)施接合工序,但是,也可以與纏繞工序并行進(jìn)行接合工序。即,也可以在換向器端子42b將繞組線30的一端卡止,通過熱接合(焊接)將該一端進(jìn)行接合后,將繞組線30在鐵芯20纏繞,并將另一端卡止并且進(jìn)行熱接合(tig熔接),由此來制造轉(zhuǎn)子3。
[4.效果]
(1)在上述的連接部的構(gòu)造中,與熔融球55連接的繞組線30的根部36成為連接張力f1不作用的狀態(tài),因此,在該根部36不施加由于卷取張力產(chǎn)生的應(yīng)力。因此,能夠防止由于老化引起的根部36處的斷線。另外,即使在導(dǎo)通板端子53和繞組線30之間的連接部施加了振動(dòng)的情況下,根部36成為連接張力f1不作用的自由狀態(tài),因此,也能夠防止由于振動(dòng)引起的斷線。
另外,通過使熱接合后的作用在第一繞組線部31(捆扎部)的支撐力f2比連接張力f1大,從而能夠設(shè)為在第一繞組線部31的根部36處連接張力f1不作用的狀態(tài)。即,能夠成為在根部36不施加由于卷取張力產(chǎn)生的應(yīng)力的狀態(tài),因此,能夠防止由于老化引起的斷線和由于振動(dòng)引起的斷線。此外,在換向器端子42b也能夠得到相同的效果。
(2)在上述的導(dǎo)通板端子53設(shè)置了作為將卡止部53a和熔融部53b進(jìn)行區(qū)劃并且保持支撐力f2比連接張力f1大的狀態(tài)的區(qū)劃部的寬幅部53c。因此,能夠構(gòu)成為,即使在熔接后,在連接線部33作用的連接張力f1也不在根部36作用。由此,能夠防止由于老化和振動(dòng)引起的根部36處的斷線。
另外,該區(qū)劃部在熱接合時(shí)以限制由熔融部53b生成的熔融球55的推進(jìn)的方式發(fā)揮功能。換言之,熔融球55是在熱接合時(shí)以不到達(dá)卡止部53a的方式被區(qū)劃部限制(阻擋)而形成的。這樣,通過將具有限制熔融球55的推進(jìn)的功能的區(qū)劃部預(yù)先設(shè)置在導(dǎo)通板端子53,從而能夠使比區(qū)劃部靠前端側(cè)的部位熔融來將導(dǎo)通板端子53和繞組線30進(jìn)行熱接合。
由此,能夠構(gòu)成為至少使在卡止部53a纏繞的第一繞組線部31的狀態(tài)在熱接合前后不發(fā)生變化,因此,如果在熱接合前以在根部36不施加連接張力f1的方式設(shè)置第一繞組線部31,則即使在熱接合后,也能夠設(shè)為在根部36不施加連接張力f1的狀態(tài)。因此,能夠防止根部36處的由于老化引起的斷線和由于振動(dòng)引起的斷線。此外,在換向器端子42b也能夠得到相同的效果。
(3)在上述的連接部的構(gòu)造中,在端子(換向器端子42b、導(dǎo)通板端子53)的卡止部42c、53a,以比作用于連接線部33的連接張力f1大的支撐力f2纏繞繞組線30而成的第一繞組線部31被設(shè)為非熱接合部。另一方面,在端子42b、53的熔融部42d、53b纏繞繞組線30而成的第二繞組線部32被設(shè)為熱接合部。即,被熱接合的是第二繞組線部32,卡止部42c、53a處的繞組線30的捆扎狀態(tài)(第一繞組線部31的狀態(tài))在熱接合前后不發(fā)生變化。
根據(jù)這樣的構(gòu)造,在端子42b、53與繞組線30之間的熱接合時(shí)(電連接時(shí)),能夠防止繞組線30的斷線。即,能夠防止斷線的不良狀況而穩(wěn)定地進(jìn)行熱接合,因此能夠提高生產(chǎn)性,并且也能夠提高產(chǎn)品的可靠性和質(zhì)量。
另外,根據(jù)包含這樣纏繞繞組線30的纏繞工序的上述的形成方法,同樣能夠防止斷線的不良狀況而穩(wěn)定地進(jìn)行熱接合,因此,能夠提高生產(chǎn)性,并且也能夠提高產(chǎn)品的可靠性和質(zhì)量。并且,根據(jù)上述的形成方法,由于保持支撐力f2比連接張力f1大的狀態(tài)不變地結(jié)束熔融,因此,能夠設(shè)為在根部36不作用連接張力f1的狀態(tài)。由此,也能夠防止熔接后的根部36處的斷線。
(4)另外,在上述的連接部的構(gòu)造中,由于在端子42b、53在比熔融部42d、53b靠基端側(cè)設(shè)置難以熔化的熔融困難部(寬幅部42e、53c),因此,在與繞組線30之間的熱接合時(shí),能夠使熔融部42d、53b熔融來將端子42b、53和繞組線30進(jìn)行熱接合。換言之,能夠使在與主繞組部34之間隔著連接線部33而設(shè)置的第一繞組線部31的捆扎狀態(tài)在熱接合前后不發(fā)生變化,因此,能夠防止熱接合時(shí)(電連接時(shí))的繞組線30的斷線。即,能夠防止斷線的不良狀況而穩(wěn)定地進(jìn)行熱接合,因此能夠提高生產(chǎn)性,并且也能夠提高產(chǎn)品的可靠性和質(zhì)量。
另外,根據(jù)包含將端子42b、53成型為這樣的完成形狀的成型工序的上述的形成方法,同樣能夠防止斷線的不良狀況而穩(wěn)定地進(jìn)行熱接合,因此能夠提高生產(chǎn)性,并且也能夠提高產(chǎn)品的可靠性和質(zhì)量。并且,根據(jù)上述的形成方法,能夠利用熔融困難部使第一繞組線部31的捆扎狀態(tài)在熱接合前后不發(fā)生變化,因此,如果在熱接合前設(shè)為使第一繞組線部31的支撐力f2比連接張力f1大的狀態(tài),則即使在熱接合后,也能夠保持f2>f1的狀態(tài)。即,由于能夠設(shè)為在根部36不作用連接張力f1的狀態(tài),因此,能夠防止由于老化引起的根部36處的斷線和由于振動(dòng)引起的斷線。此外,在熱接合時(shí)作為熔融困難部而發(fā)揮功能的部位在熔接后成為區(qū)劃部。
(5)另外,在上述的連接部的構(gòu)造中,在端子42b、53在比熔融部42d、53b靠基端側(cè)設(shè)置比熔融部42d、53b難以熔融的熔融困難部(寬幅部42e、53c)。直到熔融球55推進(jìn)到熔融困難部為止繼續(xù)進(jìn)行熱接合,但是,如圖8中(b)所示,在熔融困難部,熔融球55的推進(jìn)變慢,因此,不需要嚴(yán)格地設(shè)定使熱接合停止的時(shí)刻。換言之,由于容易控制熱接合,因此能夠不需要嚴(yán)格的時(shí)間管理(生產(chǎn)條件),能夠進(jìn)一步提高作業(yè)性和生產(chǎn)性。另外,由于在熔融困難部,熔融球55的推進(jìn)變慢而容易控制,因此,能夠防止向徑向的熔融球55的位置偏移,能夠進(jìn)一步提高產(chǎn)品的可靠性。
(6)另外,在上述的連接部的構(gòu)造中,由于區(qū)劃部被設(shè)為與卡止部42c、53a相比橫截面積大的形狀,因此,能夠簡(jiǎn)單地在端子42b、53設(shè)置區(qū)劃部,能夠進(jìn)一步提高生產(chǎn)性。此外,本實(shí)施方式中,成為區(qū)劃部前的熔融困難部被設(shè)為與熔融部42d、53b相比橫截面積大的形狀,因此,能夠簡(jiǎn)單地在端子42b、53設(shè)置熔融困難部,能夠進(jìn)一步提高生產(chǎn)性。
(7)特別地,在上述的端子42b、53,將區(qū)劃部設(shè)為與卡止部42c、53a相比擴(kuò)寬而形成的寬幅部42e、53c,因此,成型簡(jiǎn)單,能夠更加進(jìn)一步提高生產(chǎn)性。另外,通過設(shè)置寬幅部42e、53c,能夠提高端子42b、53的剛性。此外,本實(shí)施方式中,成為區(qū)劃部前的熔融困難部(即寬幅部42e、53c)是與熔融部42d、53b相比擴(kuò)寬而形成的,因此,成型簡(jiǎn)單,能夠更加進(jìn)一步提高生產(chǎn)性,并且能夠提高端子42b、53的剛性。并且,由于熔融球55進(jìn)行接觸的面積較寬,因此能夠防止熔融球55脫落,能夠進(jìn)一步提高產(chǎn)品的可靠性和質(zhì)量。
(8)另外,即使是應(yīng)用了上述的連接部的構(gòu)造的轉(zhuǎn)子3及電機(jī)1,也能夠防止將繞組線30熱接合時(shí)的斷線,并且也能夠防止熱接合后的斷線,因此,不管轉(zhuǎn)子3和電機(jī)1的尺寸怎樣,都能夠提高生產(chǎn)性。另外,也能夠提高轉(zhuǎn)子3及電機(jī)1的可靠性和質(zhì)量。
[5.變形例]
上述的導(dǎo)通板端子53的形狀只是一例,但是不限于上述形狀。在圖10中(a)~(c),示例了導(dǎo)通板端子53的變形例。
[5-1.與端子形狀有關(guān)的變形例]
如圖10中(a)所示,導(dǎo)通板端子53r的卡止部53a′也可以在該卡止部53a′的前端側(cè)的部位(與寬幅部53c相鄰的部分)具有以寬度變窄的方式凹設(shè)的凹部56a。如果是這樣形狀的導(dǎo)通板端子53r,容易保持在凹部56a纏繞的繞組線30(第一繞組線部31、捆扎部)的捆扎狀態(tài)。即,由于繞組線30與導(dǎo)通板端子53r之間的摩擦力變大,因此,即使在使鉤掛張力與上述的實(shí)施方式相同的情況下,與圖6中(a)所示的形狀相比,也能夠使支撐力f2變大。因此,能夠防止熱接合時(shí)的繞組線30的斷線,并且也能夠防止熱接合后的根部36處的斷線。
另外,如圖10中(b)所示,也可以將導(dǎo)通板端子53s的熔融部53b′設(shè)為將矩形部57和第二寬幅部58結(jié)合而成的形狀。即,對(duì)于圖6中(a)所示的導(dǎo)通板端子53的熔融部53b,也可以在前端側(cè)形成另外的寬幅部58。如果是這樣形狀的導(dǎo)通板端子53s,例如在是通過將繞組線30向?qū)ò宥俗?3s的前端側(cè)拉扯來進(jìn)行切斷那樣的構(gòu)成的情況下,在該切斷時(shí),在熔融部53b′的矩形部57纏繞的繞組線30(第二繞組線部32)有可能從導(dǎo)通板端子53s的前端側(cè)脫離,但是,能夠利用第二寬幅部58防止該脫離。
另外,也可以設(shè)為將上述的兩個(gè)導(dǎo)通板端子53r、53s的形狀合體而成的端子形狀,如圖10中(c)所示,也可以將導(dǎo)通板端子53t的熔融部53b″設(shè)為將第二凹部56b和第二寬幅部58結(jié)合而成的形狀。如果是這樣形狀的導(dǎo)通板端子53t,容易保持在凹部56a、第二凹部56b的每個(gè)纏繞的繞組線30(第一繞組線部31、第二繞組線部32)的捆扎狀態(tài),并且,也能夠利用第二寬幅部58防止在第二凹部56b纏繞的繞組線30(第二繞組線部32)的與上述相同的脫離。
另外,在上述的實(shí)施方式中,示例了換向器端子42b、導(dǎo)通板端子53都具有作為熔融困難部的寬幅部42e、53c的情況,但是,熔融困難部不限于上述的結(jié)構(gòu)。在圖11中(a)~(f)示例了熔融困難部的變形例。此外,在這些圖中,設(shè)為將上述的導(dǎo)通板端子53等的形狀簡(jiǎn)化后的端子5〔即圖7、圖8中(a)所示的端子5〕的變形例進(jìn)行說明。
圖11中(a)所示的端子5w中,熔融困難部(區(qū)劃部)被設(shè)為以比熔融部5b厚的壁厚形成的壁厚部5d。將壁厚部5d設(shè)在圖8中(a)所示的區(qū)域b內(nèi)。此外,在該圖中,由于卡止部5a和熔融部5b以相同的厚度形成,因此,只將壁厚部5d(熔融困難部)厚臂化,橫截面積比其他部5a、5b大。即使是這樣的形狀的端子5w,在比熔融部5b靠基端側(cè)的壁厚部5d,熔融球的推進(jìn)變慢,因此,能夠得到與上述的實(shí)施方式相同的作用效果。此外,如果將熔融困難部設(shè)為壁厚部5d,則與上述的寬幅部53c等同樣,也能夠提高端子5的剛性。另外,如果是該端子5w,則作為熔融困難部而發(fā)揮功能的壁厚部5d在熔接后作為區(qū)劃部而發(fā)揮功能,因此,能夠得到與上述的寬幅部53c等同樣的效果。
圖11中(b)所示的端子5x中,利用在熔融部5b′形成的缺口部5f在卡止部5a設(shè)置熔融困難部(區(qū)劃部)。即,在熔融部5b′設(shè)置與熔融困難部(卡止部5a)相比將橫截面積減少的缺口部5f。由此,由于熔融部5b′的橫截面積變小,因此,能夠相對(duì)地使比熔融部5b′靠基端側(cè)的卡止部5a的橫截面積變大,能夠使卡止部5a作為熔融困難部而發(fā)揮功能。
缺口部5f例如通過將熔融部5b′的寬度方向大概中央部,以在厚度方向貫通的方式從前端側(cè)進(jìn)行切口而形成(凹設(shè))。圖11的(b)中的雙點(diǎn)劃線表示圖8中(a)所示的區(qū)域b的前端側(cè)的邊界線。將缺口部5f如圖11中(b)所示那樣,設(shè)置在與圖8中(a)所示的區(qū)域b不重疊的位置。即使是這樣的結(jié)構(gòu)的端子5x,由于在比熔融部5b′靠基端側(cè)的部位,熔融球的推進(jìn)變慢,因此能夠得到與上述的實(shí)施方式同樣的作用效果。此外,只是通過在端子5形成缺口部5f,就能夠使比熔融部5b′靠基端側(cè)的卡止部5a作為熔融困難部而發(fā)揮功能,因此,成型簡(jiǎn)單,能夠提高生產(chǎn)性。此外,在是該端子5x的情況下,由于卡止部5a的前端側(cè)的一部分作為熔融困難部而發(fā)揮功能,因此,不存在卡止部5a和區(qū)劃部之間的明確的邊界。
圖11中(c)所示的端子5y中,熔融困難部(區(qū)劃部)利用通過將熔融部5b″切除一部分而形成的臺(tái)階部5g被相對(duì)地設(shè)置。即,由于臺(tái)階部5g,使熔融部5b″的橫截面積變小,因此,相對(duì)地,比熔融部5b″靠基端側(cè)(卡止部5a)的部位的橫截面積變大。以使熔融部5b″的厚度比卡止部5a小的方式通過切除一部分來形成臺(tái)階部5g。此外,臺(tái)階部5g也與圖11中(b)的缺口部5f同樣,被設(shè)置在與圖8中(a)所示的區(qū)域b不重疊的位置。即使是這樣的結(jié)構(gòu)的端子5y,由于在比熔融部5b″靠基端側(cè)的部位,熔融球的推進(jìn)變慢,因此,能夠得到與上述的實(shí)施方式同樣的作用效果。此外,在是該端子5y的情況下,也與端子5x同樣,卡止部5a的前端側(cè)的一部分作為熔融困難部而發(fā)揮功能,因此,不存在卡止部5a和區(qū)劃部之間的明確的邊界。
圖11中(d)~(f)所示的端子5z、5z′、5z″中,熔融困難部(區(qū)劃部)都被設(shè)為異質(zhì)部5e,該異質(zhì)部5e由與熔融部5b的材料相比具有難以熔化的性質(zhì)的材料形成。異質(zhì)部5e被設(shè)置在圖8中(a)所示的區(qū)域b內(nèi)。此外,在這些圖中,由于卡止部5a和熔融部5b由相同的材料形成,因此,只有異質(zhì)部5e(熔融困難部、區(qū)劃部)由另外的材料形成,與其他部5a、5b相比難以熔融。作為異質(zhì)部5e的材料,可以例舉與熔融部5b相比熔點(diǎn)較高的材料(例如鐵、鎢、鉬等)或與熔融部5b相比每單位體積的熱容量較大的材料。
在圖11中(d),端子5z的長(zhǎng)度方向的一部分被全部設(shè)為異質(zhì)部5e。另一方面,在圖11中(e)、(f),端子5z′、5z″的長(zhǎng)度方向的一部分中的、單面或兩面被設(shè)為異質(zhì)部5e。即,端子5z′、5z″中,卡止部5a和熔融部5b沒有被異質(zhì)部5e完全地分離。這些端子5z′、5z″例如通過在端子表面(單面或兩面)設(shè)置凹陷,在該凹陷粘接與熔融部5b不同的材料來形成。即使是這些結(jié)構(gòu)的端子5z、5z′、5z″,在比熔融部5b靠基端側(cè)的異質(zhì)部5e,熔融球的推進(jìn)變慢,因此,得到與上述的實(shí)施方式相同的作用效果。此外,如果將熔融困難部設(shè)為異質(zhì)部5e,則根據(jù)異質(zhì)部5e的材質(zhì)的設(shè)定,從而能夠控制熔融球的推進(jìn),因此能夠提高生產(chǎn)性。
此外,也可以通過將上述的實(shí)施方式的寬幅部42e、53c和圖11中(a)~(f)所示的壁厚部5d、異質(zhì)部5e、缺口部5f、臺(tái)階部5g等進(jìn)行組合來構(gòu)成熔融困難部(區(qū)劃部)。對(duì)于熔融困難部(區(qū)劃部),至少在比熔融部靠基端側(cè)的部位具有比熔融部難以熔化的性質(zhì)即可,也可以是包含上述的結(jié)構(gòu)(或這些以外的結(jié)構(gòu))的結(jié)構(gòu)。
[5-2.與纏繞狀態(tài)及材質(zhì)有關(guān)的變形例]
相對(duì)于卡止部53a、53a′的繞組線30的捆扎方法(纏繞狀態(tài))不限于上述的例。在此,在圖12中(a)及(b)示出一例。此外,這些圖所示的導(dǎo)通板端子53v與圖10中(a)的導(dǎo)通板端子53r相比,卡止部53a″的長(zhǎng)度方向尺寸較小。另外,熔融部53d的長(zhǎng)度方向和寬度方向的兩個(gè)尺寸也較小,成為向前端擴(kuò)開的形狀。
如圖12中(a)及(b)所示的纏繞狀態(tài)那樣,也可以以使連接張力f1作用狀態(tài)下的連接線部33的一端部33a及另一端部33b在導(dǎo)通板端子53v的寬度方向上位于彼此相同側(cè)〔圖12中(a)為下側(cè)〕的方式,從主繞組部34向卡止部53a″延伸設(shè)置繞組線30。即,也可以以不橫跨導(dǎo)通板端子53v的方式設(shè)置連接線部33。
在圖12中(a)及(b)所示的例中,連接線部33的第一繞組線部31側(cè)的一端部33a在另一端部33b側(cè)的凹部56a鉤掛,并與在卡止部53a″纏繞的第一繞組線部31接續(xù)。相對(duì)于導(dǎo)通板端子53v的連接線部33的位置是主繞組部34的、朝向端箍4側(cè)的繞線包35頂點(diǎn)的一側(cè)。此外,也可以是連接線部33的一端部33a與另一端部33b側(cè)的立臂部52的邊緣抵接而設(shè)置,并與在卡止部53a″纏繞的第一繞組線部31接續(xù)。
這樣,通過將連接線部33的兩端部33a、33b配置在同一側(cè),從而能夠穩(wěn)定地確保連接線部33與導(dǎo)通板端子53v及主繞組部34的每個(gè)的非接觸狀態(tài)。假如,在將連接線部的一端部和另一端部相對(duì)于導(dǎo)通板端子配置在彼此相反的一側(cè)的情況下,有可能由于連接線部的軸向位置(高度位置),而使連接線部與導(dǎo)通板端子及主繞組部都不接觸的長(zhǎng)度(非接觸長(zhǎng)度)變長(zhǎng),也有可能變得特別短。相對(duì)于此,如果是圖12中(a)及(b)所示的導(dǎo)通板端子53v,與連接線部33的軸向位置(高度位置)無關(guān),能夠穩(wěn)定地確保一定的非接觸長(zhǎng)度。因此,能夠防止被剝掉被膜的繞組線彼此及與繞線包35的針孔之間的接觸引起的層間短路,能夠提高質(zhì)量。
另外,如圖12中(a)及(b)所示,繞組線30在卡止部53a″纏繞并且斜著橫跨寬幅部53c后纏繞在熔融部53d。即,繞組線30的末線部30e(前端)位于熔融部53d。由此,將繞組線30的末線部30e包含于熔融球55內(nèi),因此,能夠防止繞組線30的松弛。以下,將斜著橫跨寬幅部53c的部分(第一繞組線部31的一部分)稱為橫跨線部37。橫跨線部37是從位于寬幅部53c的長(zhǎng)度方向基端側(cè)的曲線部38斜著橫跨寬幅部53c而到達(dá)熔融部53d的曲線部39的部分。
該橫跨線部37不是沿著導(dǎo)通板端子53v的主繞組部34側(cè)的面(一面,以下稱為“下表面53w”),而是沿著與下表面53w相反側(cè)的面(另一面,以下稱為“上表面53u”)設(shè)置。即,對(duì)于導(dǎo)通板端子53v,只是將橫跨線部37設(shè)置在上表面53u,不在下表面53w側(cè)設(shè)置。由此,在將導(dǎo)通板端子53v從其前端側(cè)進(jìn)行tig熔接的情況下,通過熔融部53d熔化而生成的熔融球55如圖13中(a)及(b)所示那樣,位于導(dǎo)通板端子53v的上表面53u側(cè)。
這是由于,在熔融部53d為熔化的狀態(tài)時(shí)(熔接過程中),具有容易向熔化量比較多的一側(cè)吸引的性質(zhì)(表面張力的影響)。由于該性質(zhì),液體狀的熔融部53d向橫跨線部37存在的上表面53u側(cè)靠近,隨著熔接結(jié)束而凝固,從而,熔融球55位于上表面53u側(cè)。由此,與熔融球55位于下表面53w側(cè)的情況相比,能夠使熔融球55與連接線部33之間的距離加長(zhǎng),因此,能夠抑制接合時(shí)的熱的傳遞,能夠?qū)Ψ乐箶嗑€有貢獻(xiàn)。
另外,在本變形例中,與上述的實(shí)施方式同樣,采用了tig熔接,因此使用氣護(hù)電弧熔接法。即,在熔接時(shí),為了使熔融金屬(熔融部53d)及電弧與大氣(空氣)隔斷而使熔融質(zhì)量穩(wěn)定,將氬氣等非活性氣體(保護(hù)氣體)向熔融部53d吹拂。在此,本變形的導(dǎo)通板端子53v中,如上述那樣,通過對(duì)橫跨線部37的配置下功夫(通過只在上表面53u設(shè)置)來使熔融球55位于上表面53u側(cè)。換言之,并不是利用保護(hù)氣體的吹拂方向來控制熔融球55的位置。因此,能夠自由地設(shè)定保護(hù)氣體吹拂的方向,并且能夠減少保護(hù)氣體流量。由此,能夠?qū)崿F(xiàn)成本降低。
假如,不是將橫跨線部的位置設(shè)為本變形例那樣(例如只在下表面?zhèn)仍O(shè)置),也可以考慮利用保護(hù)氣體使熔融球位于上表面?zhèn)取5?,這種情況下,需要確保熔融球移動(dòng)程度的保護(hù)氣體流量,在此基礎(chǔ)上,需要高精度地控制保護(hù)氣體的吹拂方向。并且,由于熔接時(shí)的導(dǎo)通板端子的設(shè)置部位多少有偏差,因此,即使高精度地控制保護(hù)氣體的吹拂方向,也難以使熔融球穩(wěn)定地位于上表面?zhèn)?。本變形例能夠解決這樣的問題。
另外,假如,不是將橫跨線部的位置設(shè)為本變形例那樣(例如只在下表面?zhèn)仍O(shè)置),為了使熔融球位于上表面?zhèn)?,例如,可以考慮利用熔融球的自重。在這種情況下,例如,如果以導(dǎo)通板端子的前端朝向上方的姿勢(shì)進(jìn)行了熔接,由于自重,導(dǎo)致熔融球向?qū)ò宥俗拥纳媳砻鎮(zhèn)取⑾卤砻鎮(zhèn)鹊哪膫€(gè)方向移動(dòng)不穩(wěn)定。因此,首先,需要以使導(dǎo)通板端子的上表面朝向重力作用的方向(即鉛直下方)或斜下方的方式進(jìn)行配置。但是,轉(zhuǎn)子的設(shè)置變得不穩(wěn)定,且熔融質(zhì)量不穩(wěn)定。另外,在熔接時(shí),在不是使工件(導(dǎo)通板端子)而是使熔接電極移動(dòng)的情況下,由于熔接電極與導(dǎo)通板端子的前端側(cè)(熔融部側(cè))抵接,因此,若將導(dǎo)通板端子以沿著水平方向延伸的方式進(jìn)行配置,則水平方向的設(shè)備尺寸大型化。并且,在利用熔融球的自重的情況下,為了利用自重使熔融球移動(dòng),必須使熔融球加大,熔融球的大小容易產(chǎn)生偏差。本變形例也能夠解決這些問題。此外,也可以以使熔融球55配置在上表面53u側(cè)的方式,設(shè)定熔接電極的方向。
在圖12中(a)及(b)所示的導(dǎo)通板端子53v中,橫跨線部37在上表面53u側(cè)被配置一根,但是,例如如圖14所示,也可以使橫跨線部37在上表面53u側(cè)交叉。在這種情況下,通過熔融部53d熔化而生成的熔融球向上表面53u側(cè)靠近,因此,能夠得到與上述的效果相同的效果。圖14所示的導(dǎo)通板端子53x的形狀與圖12中(a)所示的相同,只是繞組線30的捆扎方法(纏繞狀態(tài))不同。具體而言,繞組線30的連接線部33的一端部33a和另一端部33b在導(dǎo)通板端子53x被配置在彼此相反的一側(cè)。也就是,連接線部33的一端部33a不是鉤掛在另一端部33b側(cè)的凹部56a而使鉤掛在相反側(cè)的凹部56a。這樣,也可以將連接線部33在寬度方向橫跨導(dǎo)通板端子53x來纏繞繞組線30。
此外,圖12中(a)及圖14所示的導(dǎo)通板端子53v、53x中,橫跨線部37只設(shè)置在上表面53u側(cè),但是,對(duì)于橫跨線部37,只要沿著下表面53w的根數(shù)小于沿著上表面53u的根數(shù)即可。由此,容易將導(dǎo)通板端子的厚度方向上的熔融球55的位置向上側(cè)(端箍4側(cè))控制,因此,能夠避免熔融球55與連接線部33接觸那樣的情況,能夠防止熔接時(shí)的斷線。另外,如上述那樣,由于能夠容易確保熔融球55與連接線部33之間的距離(熔融球55的熱難以向連接線部33傳遞),因此能夠?qū)Ψ乐箶嗑€有貢獻(xiàn)。
另外,如圖12中(a)所示,將繞組線30在熔融部53d不重疊地進(jìn)行纏繞。即,如圖中虛線k所示那樣,在熔融部53d的曲線部39,將橫跨線部37的端部和第二繞組線部32在導(dǎo)通板端子53v的寬度方向上不重疊地進(jìn)行纏繞。而且,也可以將橫跨線部37的端部和第二繞組線部32在導(dǎo)通板端子53v的長(zhǎng)度方向上彼此錯(cuò)開地進(jìn)行纏繞。此外,在此,將繞組線30在熔融部53d只纏繞一圈,但是,在纏繞數(shù)圈的情況下,也將第二繞組線部32彼此不重疊地進(jìn)行纏繞。
這樣,通過將繞組線30沿著熔融部53d進(jìn)行纏繞,能夠使繞組線30與導(dǎo)通板端子53v之間沒有間隙。假如若在繞組線與端子之間存在間隙,則為了可靠地確保通電需要使熔融部更多地熔化,其結(jié)果,導(dǎo)致熔融球變大。這種情況下,不只是熔融球與周圍的繞組線(主繞組部或連接線部)更接近,還施加了更大的熱容量,因此,熱容易通過導(dǎo)通板端子向繞組線或絕緣體傳遞,能夠產(chǎn)生容易導(dǎo)致斷線或絕緣體熔化等不理想情況。另一方面,通過使繞組線30和導(dǎo)通板端子53v之間沒有間隙,能夠使熔化量小,因此,能夠使熔融球55小。換言之,即使小的熔融球55也能夠確保通電,能夠防止上述那樣的不理想情況。
此外,在圖12中(a)及(b)所示的例中,導(dǎo)通板端子53v的熔融部53d與圖10中(a)等所示的熔融部53b等相比,長(zhǎng)度方向的尺寸及寬度方向的尺寸都小,且,形成為向徑向外側(cè)擴(kuò)開的形狀。利用這樣的形狀,能夠防止在熔融部53d纏繞的繞組線(第二繞組線部32)的脫離,并且能夠使所生成的熔融球55小。
另外,在熔融部53d由與繞組線30的材料相比熔點(diǎn)較低的材料形成的情況下(例如,繞組線30的材料是高純度銅(無氧銅),熔融部53d的材料是磷青銅的情況),熔融部53d比繞組線30先熔化。熔化的熔融部53d將繞組線30包住并凝固,變成熔融球55。此外,繞組線30的被膜例如由聚氨酯等材料(與熔融部53d相比熔點(diǎn)較低的材料)形成,因此,與熔融部53d熔化相比還先熔化。因此,通過熔融球55將繞組線30包住,確保了通電。
也就是,相對(duì)于熔融部53d完全熔化,繞組線30只是被膜完全熔化而芯線(銅線)不完全熔化。因此,在熔融球55內(nèi),成為形成了與繞組線30(芯線)之間的邊界面(無氧銅和磷青銅之間的組織邊界)的狀態(tài)。由于在該狀態(tài)下將導(dǎo)通板端子53v和繞組線30接合,因此,能夠防止根部36處的斷線。并且,由于在熔融球55內(nèi)形成上述的組織邊界,因此,也能夠提高拉伸強(qiáng)度。
此外,在由一張板形成導(dǎo)通板50的情況下,將導(dǎo)通板50的材料設(shè)為與繞組線30相比熔點(diǎn)較低的材料(例如磷青銅)即可。另外,也可以只將導(dǎo)通板端子53v、53x,或只將熔融部53d由與繞組線30相比熔點(diǎn)較低的材料形成。
另外,在端子53v等各部位纏繞繞組線30的圈數(shù)為一圈以上即可。此外,當(dāng)然,也可以將圖12中(a)及(b)所示的纏繞狀態(tài)應(yīng)用于圖6中(a)等所示的導(dǎo)通板端子53等。
[5-3.其他]
上述的實(shí)施方式中說明的電機(jī)1的結(jié)構(gòu)只是一例,但是不限于上述的結(jié)構(gòu)。即,定子2、轉(zhuǎn)子3、端箍4的形狀和結(jié)構(gòu)不限于上述的形狀和結(jié)構(gòu)。另外,導(dǎo)通板50的結(jié)構(gòu)也可以是上述以外的結(jié)構(gòu)。例如,導(dǎo)通板50的導(dǎo)通板端子53也可以不是配置于繞線包35和端子42b之間的中間部70的軸向上的中央?yún)^(qū)域,而是配置在靠近繞線包35的位置,也可以配置在靠近端子42b的位置。
另外,也可以將導(dǎo)通板50的立臂部52彎曲形成為與平面部51成鈍角。即使在該情況下,也優(yōu)選導(dǎo)通板端子53向與轉(zhuǎn)軸10的軸向正交的方向從立臂部52向外方凸出設(shè)置。也就是,也可以不設(shè)置為立臂部52與導(dǎo)通板端子53正交。此外,也可以導(dǎo)通板端子53向不與轉(zhuǎn)軸10的軸向正交的方向凸出設(shè)置。例如,如果將導(dǎo)通板端子53在轉(zhuǎn)軸10的軸向,朝向轉(zhuǎn)軸10的前端側(cè)(端箍4側(cè))向斜外方凸出設(shè)置,則能夠使導(dǎo)通板端子53的前端進(jìn)一步遠(yuǎn)離繞組線30,能夠使熱的影響小。
另外,導(dǎo)通板50也可以不具有立臂部52。即,也可以是在與平面部51相同的平面上設(shè)置了導(dǎo)通板端子53的導(dǎo)通板。在這種情況下,以使導(dǎo)通板端子53位于繞線包35和端子42b之間的中間部70的方式,將導(dǎo)通板相對(duì)于轉(zhuǎn)軸10進(jìn)行定位,并且,隔著絕緣部在轉(zhuǎn)軸10外嵌即可。也就是,在這種情況下,以不將導(dǎo)通板載置于鐵芯20的端面,而使導(dǎo)通板端子53位于規(guī)定位置的方式進(jìn)行配置即可。即使是這樣結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子3,與上述同樣,能夠在避免導(dǎo)通板和電刷4b之間的干擾的同時(shí),提高轉(zhuǎn)子3的可靠性及作業(yè)性,進(jìn)一步,能夠提高轉(zhuǎn)子3的生產(chǎn)性。
另外,也可以將導(dǎo)通板50及絕緣體60相對(duì)于鐵芯20配置在換向器40相反側(cè)。在這種情況下,沒有與換向器40之間的干擾的可能性,因此,導(dǎo)通板端子53的配置自由度提高。另外,也可以將導(dǎo)通板50、絕緣體60和換向器40一體地進(jìn)行注塑成型。這種情況下,將絕緣體60、支撐體41和壓緊部件44形成為一體的樹脂部件,組裝時(shí)的作業(yè)性提高。
此外,上述的實(shí)施方式中,示例了轉(zhuǎn)子3的鐵芯20、導(dǎo)通板50及絕緣體60都是具有三次旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性的外形,但是,這些是至少具有三次以上的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性的外形即可,不限于上述的形狀。
此外,上述的實(shí)施方式中,示例了通過焊接將換向器端子42b和繞組線30進(jìn)行接合,通過tig熔接將導(dǎo)通板端子53和繞組線30進(jìn)行接合的情況,但是,熱接合的方法(種類)不限于上述的方法。例如,也可以通過相同的接合方法(例如tig熔接)將兩端子42b、53進(jìn)行接合。
例如,也可以如圖15所示那樣,在換向器端子42b纏繞繞組線30,從熔融部42d的前端側(cè)進(jìn)行熔接來進(jìn)行電連接。即使這種情況下,對(duì)于上述的纏繞狀態(tài),例如,也可以采用以下纏繞方法:使橫跨線部37的下表面?zhèn)鹊母鶖?shù)少于上表面?zhèn)鹊母鶖?shù);在熔融部42d繞組線30不重疊。另外,圖中的符號(hào)30s是繞組線30的始線部(前端),在該例中,位于卡止部42c,但是,也可以將該始線部30s配置在熔融部42d。
另外,也可以設(shè)置為,通過熔融部42d熔化而生成的熔融球位于換向器端子42b的上表面?zhèn)取2⑶?,也可以將換向器端子42b的熔融部42d的材料設(shè)為與繞組線30的材料(例如無氧銅)相比熔點(diǎn)較低的材料(例如磷青銅)。此外,在這種情況下,也可以利用復(fù)合材料(在作為母材的磷青銅上重疊了另外的銅合金后的材料)來形成換向器片42的電刷接觸部42a。也就是,也可以利用不同的材料來形成換向器端子42b(或換向器端子42b的熔融部42d)和其他部位。
另外,不特別地限制應(yīng)用了上述的電連接部的構(gòu)造的電機(jī)的接線方式,也可以是δ接線方式的有刷電機(jī)。在這種情況下,可以在換向器端子和繞組線之間的連接部應(yīng)用上述的連接構(gòu)造。另外,應(yīng)用上述的電連接部的構(gòu)造的電機(jī)也可以是無刷電機(jī)。在這種情況下,可以在纏繞繞組線的定子(通電零件)的端子和繞組線之間的連接部應(yīng)用上述的連接構(gòu)造。
[6.附記]
也可以將以上的實(shí)施方式及變形例的一部分或全部按以下附記的方式進(jìn)行記載。
(附記a-1)
一種電連接部的構(gòu)造,是將電機(jī)的通電零件的端子和繞組線進(jìn)行熱接合后的電連接部的構(gòu)造,其特征在于,
所述端子具有位于基端側(cè)的卡止部和位于前端側(cè)的熔融部,
所述繞組線具有:以纏繞狀態(tài)設(shè)置的所述電機(jī)的主繞組部;在與所述主繞組部之間隔著連接線部而設(shè)置的、以比將所述連接線部向所述主繞組部側(cè)拉扯的張力大的支撐力在所述卡止部纏繞而成的作為非熱接合部的第一繞組線部;和與所述第一繞組線部連續(xù)設(shè)置的、在所述熔融部纏繞而成的作為熱接合部的第二繞組線部。
(附記a-2)
如附記a-1所述的電連接部的構(gòu)造,其特征在于,
所述端子在比所述熔融部靠基端側(cè)形成有具有比所述熔融部難以熔化的性質(zhì)的熔融困難部。
(附記a-3)
如附記a-2所述的電連接部的構(gòu)造,其特征在于,
所述熔融困難部與所述熔融部相比橫截面積大。
(附記a-4)
如附記a-3所述的電連接部的構(gòu)造,其特征在于,
所述熔融困難部包括與所述熔融部相比擴(kuò)寬而形成的寬幅部。
(附記a-5)
如附記a-3或a-4所述的電連接部的構(gòu)造,其特征在于,
所述熔融困難部包括與所述熔融部相比以壁厚方式形成的壁厚部。
(附記a-6)
如附記a-3~a-5中任意一項(xiàng)所述的電連接部的構(gòu)造,其特征在于,
在所述熔融部形成與所述熔融困難部相比將橫截面積減少的缺口部。
(附記a-7)
如附記a-2~a-6中任意一項(xiàng)所述的電連接部的構(gòu)造,其特征在于,
所述熔融困難部包括異質(zhì)部,該異質(zhì)部由與所述熔融部的材料相比具有難以熔化的性質(zhì)的材料形成。
(附記b-1)
一種電連接部的構(gòu)造,是將電機(jī)的通電零件的端子和繞組線進(jìn)行熱接合后的電連接部的構(gòu)造,其特征在于,
所述端子具有:位于基端側(cè)的卡止部;位于前端側(cè)并且被熱接合的熔融部;和在比所述熔融部靠基端側(cè)具有比所述熔融部難以熔化的性質(zhì)的熔融困難部,
所述繞組線具有:以纏繞狀態(tài)設(shè)置的所述電機(jī)的主繞組部;在與所述主繞組部之間隔著作用了張力的狀態(tài)下的連接線部而設(shè)置的、在所述卡止部纏繞而成的第一繞組線部;和與所述第一繞組線部連續(xù)設(shè)置的、在所述熔融部纏繞而成的第二繞組線部。
(附記b-2)
如附記b-1所述的電連接部的構(gòu)造,其特征在于,
所述熔融困難部與所述熔融部相比橫截面積大。
(附記b-3)
如附記b-2所述的電連接部的構(gòu)造,其特征在于,
所述熔融困難部包括與所述熔融部相比擴(kuò)寬而形成的寬幅部。
(附記b-4)
如附記b-2或b-3所述的電連接部的構(gòu)造,其特征在于,
所述熔融困難部包括與所述熔融部相比以壁厚方式形成的壁厚部。
(附記b-5)
如附記b-2~b-4中任意一項(xiàng)所述的電連接部的構(gòu)造,其特征在于,
在所述熔融部形成與所述熔融困難部相比將橫截面積減少的缺口部。
(附記b-6)
如附記b-1~b-5中任意一項(xiàng)所述的電連接部的構(gòu)造,其特征在于,
所述熔融困難部包括異質(zhì)部,該異質(zhì)部由與所述熔融部的材料相比具有難以熔化的性質(zhì)的材料形成。
(附記c)
一種轉(zhuǎn)子,其特征在于,
該轉(zhuǎn)子是利用附記a-1~a-7及附記b-1~b-6中任意一項(xiàng)記載的所述電連接部的構(gòu)造將所述通電零件的所述端子和所述繞組線連接而成。
(附記d)
一種電機(jī),其特征在于,
該電機(jī)是利用附記a-1~a-7及附記b-1~b-6中任意一項(xiàng)記載的所述電連接部的構(gòu)造將所述通電零件的所述端子和所述繞組線連接而成。
符號(hào)說明
1電機(jī)
3轉(zhuǎn)子
5、5w、5x、5y、5z、5z′、5z″端子
5a卡止部
5b、5b′、5b″熔融部
5d壁厚部(區(qū)劃部、熔融困難部)
5e異質(zhì)部(區(qū)劃部、熔融困難部)
5f缺口部
5g臺(tái)階部
5y熔融球
6繞組線
6a第一繞組線部(捆扎部)
6b第二繞組線部
6c連接線部
6d主繞組部
6e根部(一端部)
30繞組線
30e末線部(前端)
30s始線部(前端)
31第一繞組線部(捆扎部)
32第二繞組線部
33連接線部
34主繞組部
35繞線包
36根部(一端部)
37橫跨線部
40換向器(通電零件)
42b換向器端子(端子)
42c卡止部
42d熔融部
42e寬幅部(區(qū)劃部、熔融困難部)
50導(dǎo)通板(通電零件)
53、53r、53s、53t、53v、53x導(dǎo)通板端子(端子)
53a、53a′、53″卡止部
53b、53b′、53b″、53d熔融部
53c寬幅部(區(qū)劃部、熔融困難部)
53u上表面(另一面)
53w下表面(一面)
55熔融球
a范圍
b熔融困難區(qū)域
f1連接張力(張力)
f2支撐力