KR102382776B1 - 모터의 스테이터 조립방법, 모터의 스테이터 구조, 및 압착단자 - Google Patents

모터의 스테이터 조립방법, 모터의 스테이터 구조, 및 압착단자 Download PDF

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케이타 테라지마
다이스케 나가사키
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타이코 일렉트로닉스 저팬 지.케이.
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Abstract

압착의 수율을 향상시킨 스테이터 조립방법, 스테이터 구조, 및 압착단자를 제공한다.
모터(10)의 스테이터는, 스테이터 코일(20)과 스테이터 프레임(30)을 구비하고 있다. 스테이터 프레임(30)은 커넥터부(31)와 판부(32)를 가진다. 또한, 이 스테이터 프레임(30)은 인서트 성형된 도체를 가진다. 이 도체는 스테이터 코일(20)을 구성하고 있는 와이어 단부(211)와 커넥터부(31)를 전기적으로 연결하고 있다. 상기 도체는 커넥터부(31) 측에 콘택트(41)를 가진다. 또한, 상기 도체의, 와이어 단부(211)와 압착 접속하는 압착단자(42)에는 압착부(421)와 임시 유지부(422)가 마련되어 있다. 압착에 있어서는, 와이어의 첨단부분(212)을 임시 유지부(422)에 임시 유지시킨다. 그 후, 압착한다.

Description

모터의 스테이터 조립방법, 모터의 스테이터 구조, 및 압착단자{STATOR ASSEMBLING METHOD FOR MOTOR, STATOR STRUCTURE FOR MOTOR, AND CRIMP TERMINAL}
본 발명은 서보 모터 등의 스테이터의 조립방법 및 스테이터 구조, 및 압착단자에 관한 것이다.
모터의 스테이터를 조립함에 있어서, 스테이터 코일을 외부와의 전기적인 접속을 담당하는 커넥터에 접속할 필요가 있다. 이를 실현하기 위해서 스테이터 프레임(stator frame)을 준비한다. 이 스테이터 프레임에는 외부와의 전기적인 접속을 담당하는 커넥터부와, 스테이터 코일을 구성하는 와이어 단부와 커넥터부를 연결하는 도체를 구비한다. 그리고, 그 스테이터 프레임을 스테이터 코일에 인접한 위치에 배치하고, 스테이터 코일의 와이어 단부를 스테이터 프레임의 도체에 접속한다.
종래는, 스테이터 코일의 와이어 단부의 절연 피복을 제거하여 스테이터 프레임의 도체에 납땜함으로써, 스테이터 코일과 스테이터 프레임을 접속하고 있다. 그러나, 이 공정으로는 조립 효율이 나쁘므로 개선이 요망되고 있다.
여기서, 특허문헌 1에는 스테이터 프레임의 도체에 압착부를 마련하여 압착에 의해 스테이터 코일과 스테이터 프레임을 접속하는 것이 제안되고 있다.
일본 특허 공개 2015－104284
상기 기재한 특허문헌 1에 제안된 압착 접속 구조를 채용하면, 확실하게 압착이 가능하다면 상기의 납땜 접속을 비교하여 스테이터의 조립 효율이 현저하게 향상된다고 생각된다.
이 압착 접속을 확실하게 수행하려면, 압착 전의 와이어 단부를 압착 전의 압착부의 배럴 내에 확실하게 배치할 필요가 있다. 그러나, 와이어의 강성이 낮다는 점 등 때문에 와이어 단부의 자세 안정성이 나빠서 와이어 단부를 압착부의 배럴 내에 안정적으로 배치하는 것이 어렵다. 이 때문에, 압착의 수율(yield rate)을 향상시키는 것이 어렵고, 이대로는 스테이터의 조립 효율을 향상시킬 수 없다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 압착의 수율을 향상시킨 스테이터 조립방법, 그 조립방법에 의해 조립된 스테이터 구조 및 압착의 수율을 향상시킬 수 있는 압착단자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하는 본 발명의 모터의 스테이터 조립방법은, 외부와의 커넥터 접속을 담당하는 커넥터부를 가짐과 동시에, 커넥터부와 스테이터 코일의 와이어 단부를 전기적으로 연결하는, 압착에 의해 와이어 단부의 절연 피복을 관통하여 와이어와 도통하는 오픈 배럴형의 압착부와, 와이어 단부의, 압착부에 배치되는 부분보다 더욱 첨단부분이 배치되어 그 첨단부분을 임시 유지하는 임시 유지부가 마련된 도체를 가지는 스테이터 프레임을 스테이터 코일에 인접한 위치에 배치하고, 와이어 단부를 압착 전의 압착부에 배치함과 동시에, 와이어 단부의, 압착부에 배치되는 부분보다 더욱 첨단부분을 임시 유지부에 배치하여 임시 유지부에 임시 유지시키고, 상기 와이어를, 압착부가 와이어 단부의 절연 피복을 관통하여 와이어와 도통하도록 압착부에 압착하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 스테이터 조립방법으로는, 압착부에 더하여 더욱 상기한 임시 유지부를 구비한 도체를 가지는 스테이터 프레임이 준비된다. 그리고, 이 임시 유지부에 와이어의 첨단을 임시 유지시킴으로써, 와이어 단부를 압착부에 안정적으로 배치할 수 있다. 이에 따라, 압착 수율이 향상한다.
여기서, 본 발명의 모터의 스테이터 조립방법에 있어서, 상기 와이어를 압착부에 압착한 후, 압착부와 임시 유지부 사이에서 상기 도체를 절단함으로써, 그 도체에 와이어단의 테두리와 면일(面一, flush)하게 종단한 종단부를 형성하는 것이 바람직하다.
압착 후는 임시 유지부는 불필요해 지므로, 절단하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 목적을 달성하는 본 발명의 모터의 스테이터 구조 중 제1의 스테이터 구조는, 와인딩(券回)된 와이어를 가지는 스테이터 코일과, 외부와의 커넥터 접속을 담당하는 커넥터부를 가짐과 동시에, 커넥터부와 와이어 단부를 전기적으로 연결하는 도체를 가지는 스테이터 프레임을 구비하고, 상기 도체가, 와이어 단부의 절연 피복을 관통하여 와이어와 도통한 압착부와, 상기 단부의, 압착부에 배치되는 부분보다 더욱 첨단부분이 배치되어 그 첨단부분을 임시 유지하는 임시 유지부를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1의 스테이터 구조는 압착부에 더하여 더욱 상기한 임시 유지부를 구비하고 있다.
이 때문에, 와이어의 압착에 있어서 이 임시 유지부에 와이어의 첨단을 임시 유지시킴으로써, 와이어를 압착부에 안정적으로 배치할 수 있다. 임시 유지부에 와이어의 첨단을 임시 유지시킴으로써 와이어를 압착부에 안정적으로 배치하여 그 와이어를 압착함으로써, 압착 수율이 향상한다.
또한, 상기 목적을 달성하는 본 발명의 모터의 스테이터 구조 중 제2의 스테이터 구조는, 와인딩된 와이어를 가지는 스테이터 코일과, 외부와의 커넥터 접속을 담당하는 커넥터부를 가짐과 동시에, 커넥터부와 와이어 단부를 전기적으로 연결하는 도체를 가지는 스테이터 프레임을 구비하고, 상기 도체가, 와이어 단부의 절연 피복을 관통하여 와이어와 도통한 압착부와, 와이어단의 테두리와 면일하게 종단한 종단부를 구비한 것을 특징으로 한다.
스테이터 프레임에 임시 유지부가 마련해 두어 압착 후에 그 임시 유지부를 절단하면, 와이어단의 테두리와 면일하게 종단한 종단부가 형성된다.
여기서, 본 발명의 제1 또는 제2의 모터의 스테이터 구조에 있어서, 스테이터 프레임이, 상기 도체의 대략 판 형상, 그리고 대략 원환 형상의 절연 수지로 이루어지는 판부를 가지고, 그 판부의 제1 면을 스테이터 코일을 향해 배치되고, 상기 도체의 일부가 절연 수지로 임베딩됨과 동시에, 압착부가 상기 절연 수지에서 나타난 부분에 형성된 것으로, 상기 도체의, 절연 수지로 임베딩된 부분과 압착부와의 사이에, 압착부가 상기 판부의 제2면을 따라 배치되도록 절곡된 절곡부를 가지는 것이 바람직하다.
상기의 절곡부를 가지면, 압착부가 스테이터 프레임의 판부를 따르도록 배치되어 모터의 소형화에 기여한다.
또한, 본 발명의 압착단자 중 제1의 압착단자는 오픈 배럴형의 압착부와, 상기 압착부에 인접하여 마련되고, 압착 대상의 와이어를 임시 유지해 두는 임시 유지부를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1의 압착단자는 압착부에 더하여 더욱 상기한 임시 유지부를 구비하고 있다. 이 때문에, 와이어의 압착에 있어서 이 임시 유지부에 와이어의 첨단을 임시 유지시킴으로써 와이어를 압착부에 안정적으로 배치할 수 있다. 임시 유지부에 와이어의 첨단을 임시 유지시킴으로써 와이어를 압착부에 안정적으로 배치하여 그 와이어를 압착함으로써 압착 수율이 향상한다.
여기서, 본 발명의 제1의 압착단자에 있어서, 상기 임시 유지부가 압착 대상의 와이어를 사이에 두는 임시 유지 홈을 가지는 것이 바람직하다.
임시 유지부에 임시 유지 홈을 형성해 두면, 그 임시 유지 홈에 와이어를 사이에 둠으로써 와이어를 용이하게 임시 유지시킬 수 있으므로 작업성이 향상한다.
또한, 본 발명의 압착단자 중 제2의 압착단자는, 와이어 단부의 절연 피복을 관통하여 상기 와이어와 도통한 압착부와, 상기 와이어단의 테두리와 면일하게 종단한 종단부를 구비한 것을 특징으로 한다.
압착 전의 본 발명의 압착단자의 형태를 나타낸 제1의 압착단자에는 임시 유지부가 마련되어 있다. 압착 후는 이 임시 유지부가 불필요해지므로 절단하는 것이 바람직하다. 본 발명의 제2의 압착단자는 이 바람직한 형태의 압착 후의 압착단자를 나타낸 것이다. 본 발명의 제2의 압착단자는 절단 전에 임시 유지부를 가지고 있었으므로, 와이어단의 테두리와 면일하게 종단한 종단부가 형성되어 있다.
이상의 본 발명에 따르면, 압착 수율이 향상하고, 모터의 신뢰성 향상 및 비용 저감에 기여한다.
도 1은, 스테이터의 조립 도중상태의 모터를 나타낸 사시도이다.
도 2는, 스테이터 코일 상에 스테이터 프레임을 배치한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 3은, 외주측 압착단자의 압착부에 의한 와이어 단부의 압착 접속 형태를 나타낸 사시도이다.
도 4는. 내주측 압착단자의 압착부에 의한 와이어 단부의 압착 접속 형태를 나타낸 사시도이다.
도 5는, 압착 후의 상태를 나타낸 사시도이다.
도 6은, 임시 유지부의 절단 후의 상태를 나타낸 사시도이다.
도 7은, 절곡부를 형성한 후의 상태를 나타낸 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는 모터 또는 스테이터 조립 도중 상태의 것도 모터 또는 스테이터라고 칭한다.
도 1은, 스테이터의 조립 도중상태의 모터를 나타낸 사시도이다.
상기 도 1에는, 모터(10) 외관의 일부를 구성하는 케이스(11) 내에 스테이터 코일(20)을 수용한 상태가 도시되어 있다. 이 스테이터 코일(20)은 와인딩(券回)된 와이어를 가지며, 그 와이어 단부(211)가 케이스(11)에서 밀려나와 상방으로 연장되어 있다. 상기 도 1에서는, 와이어 단부(211)는 상방으로 수직으로 연장되어 있다. 단, 실제는 와이어의 강성이 낮다는 점 등 때문에 와이어 단부(211)의 자세가 안정적이지 않고, 와이어 마다 다양한 방향으로 구부러지면서 전체적으로 상방으로 연장되어 있다.
도 2는, 스테이터 코일 상에 스테이터 프레임을 배치한 상태를 나타낸 사시도이다. 여기서, 도 2(A)는 전체도이며, 도 2(B)는 스테이터 프레임의 일부 확대도이다.
스테이터 프레임(30)은 커넥터부(31)와 판부(32)를 가진다. 커넥터부(31)는 상기 모터(10)와 모터(10)의 외부 회로 사이의 커넥터 접속을 담당하고 있다. 판부(32)는 절연 수지로 이루어지며, 전체적으로 대략 판 형상 그리고 대략 원환 형상을 가진다. 이 스테이터 프레임(30)은 판부(32)의 제1 면을 스테이터 코일(20)을 향하여 그 스테이터 코일(20)에 인접한 위치에 배치되어 있다.
또한, 이 스테이터 프레임은, 스테이터 코일(20)을 구성하는 와이어 단부(211)와 커넥터부(31)를 전기적으로 접속하는 도체를 구비하고 있다. 이 도체는 판부(32)에 인서트 성형되어 있고, 그 양단부가 나타나고 있다. 이 도체의, 커넥터부(31) 측의 단부는 상기 커넥터부(31)의 콘택트(41)(도 3 참조)를 구성하고 있다. 또한, 이 도체의 다른 하나의 단부에는 스테이터 코일(20)의 와이어 단부(211)를 압착하는 압착단자(42(42a, 42b))를 구비하고 있다. 이 압착단자(42)는 판부(32)에서 입설한 형상을 가지며, 거기에는 오픈 배럴형의 압착부(421)와 임시 유지부(422)가 마련되어 있다. 압착부(421)는 그 내면에 와이어의 피복을 찢는 세레이션(421a)이 형성되어 있고, 스테이터 코일(20)의 와이어 단부(211)의 압착 접속을 담당하고 있다. 임시 유지부(422)는 와이어 단부(211)가 연장되는 방향(상기 도 2의 상방향)을 따라 압착부(421)보다 첨단측에 마련되어 있다. 상기 임시 유지부(422)에는 와이어 단부(211)의 압착부(421)에 배치되는 부분보다 더욱 첨단부분(212)이 배치되고, 그 첨단부분(212)을 임시 유지하는 역할을 담당하고 있다. 상기 임시 유지부(422)는 두 갈래로 나누어져 있다. 그리고, 상기 두 갈래 사이에 형성된 임시 유지 홈(422a)에 와이어의 첨단부분(212)을 끼워서 걸리게 함으로써, 와이어의 첨단부분(212)이 임시 유지부(422)에 임시 유지된다. 이에 따라, 와이어 단부(211)는 압착부(421)의 배럴 내에 안정적으로 배치된다. 상기 임시 유지 홈(422a)의 폭은 와이어 지름의 1.1배에서 5배가 바람직하지만, 와이어의 지름과 거의 같게하여 임시 유지 홈(422a) 내의 와이어를 압입해도 된다.
여기서, 압착부(421)와 임시 유지부(422)가 마련된 압착단자(42)에는 원환 형상의 판부(32)의 외주를 따라 배치된 외주측 압착단자(42a)와, 그 원환의 내주에 따라 배치된 내주측 압착단자(42b)가 있다. 그리고, 외주를 따라 배치된 외주측 압착단자(42a)의 압착부(421)는 그 배럴이 외측 방향으로 열린 압착부이다. 한편, 내주를 따라 배치된 내주측 압착단자(42b)의 압착부(421)는 그 배럴이 내측 방향으로 열린 압착부이다.
도 3은, 외주측 압착단자의 압착부에 의한 와이어 단부의 압착 접속 형태를 나타낸 사시도이다.
압착부(421)의 배럴의 등 부분에 모터(10)의 중심측에서 앤빌(anvil)(51)을 대고, 두 갈래 형상의 크림퍼(crimper)(52)를 모터(10)의 외측에서 배럴이 열린측으로 누름으로써, 와이어 단부(211)가 압착 접속 된다.
도 4는, 내주측 압착단자의 압착부에 의한 와이어 단부의 압착 접속 형태를 나타낸 사시도이다.
상기 내주측 압착단자(42b)의 압착부(421)는 외주측 압착단자(42a)의 압착부(421)와는 상이하여 그 배럴이 내향으로 열려 있다. 이 때문에, 모터(10)의 외측에서 배럴의 등 부분에 앤빌(51)을 할당하고, 크림퍼(52)를 배럴이 열린측에 모터(10)의 중심측에서 누르고, 와이어 단부(211)를 압착 접속 한다.
이들 도 3 또는 도 4에 도시한 압착은 와이어의 첨단부분(212)이 임시 유지부(422)에 임시 유지된 상태에서 이루어지기 때문에, 와이어 단부(211)가 압착부(421)에 확실하게 압착된다.
도 5는, 압착 후의 상태를 나타낸 사시도이다. 여기서, 도 5(A)는 전체도, 도 5(B), (C)는 압착 부분의 확대도이다.
도 5에는 압착 후의 압착부(421)가 도시되어 있다. 상기 압착 접속에서는 외주측 압착단자(42a)와 내주측 압착단자(42b)의 어느 것에 있어서도, 압착부(421)가 와이어 단부(211)의 절연 피복을 관통하여 와이어와 도통하고 있다.
도 6은, 임시 유지부의 절단 후의 상태를 나타낸 사시도이다. 여기서, 도 6(A)는 전체도, 도 6(B)는 압착부의 부분을 나타낸 확대도이다.
임시 유지부(422)는 와이어 단부(211)의 압착 시, 자세를 안정화 시키기 위한 것으로, 모터의 소형화 관점에서 압착이 종료하면 불필요해 진다. 따라서, 여기에서는 임시 유지부(422)가 절단되어 제거된다. 이러한 절단에 의해 상기 압착단자(42)에는 와이어단의 테두리와 면일하게 종단한 종단부(423)가 형성된다.
도 7은, 절곡부를 형성한 후의 상태를 나타낸 사시도이다. 여기서, 도 7(A)는 전체도, 도 7(B)는 절곡부를 나타낸 확대도이다. 이 절곡부(424)는 압착부(421)를 사이에 끼운, 종단부(423)와는 반대측 위치, 즉, 도체의, 절연 수지로 임베딩된 부분과 압착부(421) 사이에 형성되어 있다. 그리고, 이 절곡부(424)는 압착부(421)가 스테이터 프레임(30)의 판부(32)의 제2면(스테이터 코일(20)측을 향한 제1 면에 대한 이면으로, 도 7에서는 상면)을 따르도록 절곡되어 있다. 이 절곡부(424)를 형성함으로써, 도체의 케이스(11)에서의 돌출량을 작게 하고, 모터(10)의 소형화에 기여하고 있다.
또한, 본 실시형태는 스테이터 프레임(30)이 원환 형상의 판부(32)의 외주를 따르는 외주측 압착단자(42a)와, 내주를 따르는 내주측 압착단자(42b)의 쌍방을 가지는 구조이나, 본 발명은 압착단자(42)의 수 또는 배치 위치 등을 묻는 것은 아니다. 더욱, 임시 유지부의 절단 및 절곡은 반드시 필요하지는 않다.
또한, 본 실시형태는 본 발명의 압착단자를 모터의 스테이터 프레임에 적용한 것이지만, 본 발명의 압착단자는 모터로 한정되지 않고, 압착 접속이 적용되는 결선부(結線部)를 가지는 기기 또는 장치 등에 폭 넓게 적용할 수 있다.
10: 모터
11: 케이스
20: 스테이터 코일
211: 와이어 단부
212: 와이어의 첨단부분
30: 스테이터 프레임
31: 커넥터부
32: 판부
41: 콘택트
42: 압착단자
42a: 외주측 압착단자
42b: 내주측 압착단자
421: 압착부
422: 임시 유지부
423: 종단부
424: 절곡부

Claims (8)

  1. 외부와의 커넥터 접속을 담당하는 커넥터부를 가짐과 동시에, 상기 커넥터부와 스테이터 코일의 와이어 단부를 전기적으로 연결하는, 압착에 의해 상기 와이어 단부의 절연 피복을 관통하여 상기 와이어와 도통하는 오픈 배럴형의 압착부와, 상기 단부의, 상기 압착부에 배치되는 부분보다 더욱 첨단부분이 배치되어 상기 첨단부분을 임시 유지하는 임시 유지부가 마련된 도체를 가지는 스테이터 프레임을 스테이터 코일에 인접한 위치에 배치하고,
    상기 와이어 단부를 압착 전의 상기 압착부에 배치함과 동시에, 상기 단부의, 상기 압착부에 배치되는 부분보다 더욱 첨단부분을 상기 임시 유지부에 배치하여 상기 임시 유지부에 임시 유지시키고,
    상기 와이어를, 상기 압착부가 상기 와이어 단부의 절연 피복을 관통하여 상기 와이어와 도통하도록 상기 압착부에 압착하는 것을 특징으로 하는 모터의 스테이터 조립방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 와이어를 상기 압착부에 압착한 후, 상기 압착부와 상기 임시 유지부 사이에서 상기 도체를 절단함으로써, 상기 도체에 상기 와이어 단부의 테두리와 면일하게 종단한 종단부를 형성하는 것을 특징으로 모터의 스테이터 조립방법.
  3. 와인딩(券回)된 와이어를 가지는 스테이터 코일과,
    외부와의 커넥터 접속을 담당하는 커넥터부를 가짐과 동시에, 상기 커넥터부와 상기 와이어 단부를 전기적으로 연결하는 도체를 가지는 스테이터 프레임을 구비하고,
    상기 도체가,
    상기 와이어 단부의 절연 피복을 관통하여 상기 와이어와 도통한 압착부와,
    상기 단부의, 상기 압착부에 배치되는 부분보다 더욱 첨단부분이 배치되어 상기 첨단부분을 임시 유지하는 임시 유지부를 구비한 것을 특징으로 하는 모터의 스테이터 구조.
  4. 삭제
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 스테이터 프레임이, 상기 도체의 판 형상, 그리고 원환 형상의 절연 수지로 이루어지는 판부를 가지고,
    상기 판부의 제1 면을 상기 스테이터 코일을 향해 배치되고, 상기 도체의 일부가 상기 절연 수지로 임베딩됨과 동시에, 상기 압착부가 상기 절연 수지에서 나타난 부분에 형성된 것으로,
    상기 도체의, 상기 절연 수지로 임베딩된 부분과 상기 압착부와의 사이에, 상기 압착부가 상기 판부의 제2면을 따라 배치되도록 절곡된 절곡부를 가지는 것을 특징으로 하는 모터의 스테이터 구조.
  6. 오픈 배럴형의 압착부와,
    상기 압착부에 인접하여 마련되고, 압착 대상의 와이어를 임시 유지하는 임시 유지부를 구비하고,
    와이어의 단부는 상기 압착부에 배치되고, 상기 와이어 단부의 첨단부분은 상기 임시 유지부에 배치되는, 압착단자.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 임시 유지부가 압착 대상의 와이어를 사이에 두는 임시 유지 홈을 가지는 것을 특징으로 하는 압착단자.
  8. 삭제
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