JP5960541B2 - 巻線の溶接構造、端子及びステータ - Google Patents

Description

本発明は、電動機のステータ又はロータで使用される巻線の溶接構造、端子及びステータに関する。

例えばブラシレスモータは、略円環状のステータの内周側に突出する複数のティース部に巻回された複数のコイル（巻線）を備え、複数のコイルに３相電流が流れることにより、ステータの内側に配置されたロータが出力軸と共に回転する（例えば特許文献１、２等）。

例えば非特許文献１では、三相のコイルの端部を結線端子に溶接固定する巻線の溶接構造が開示されている。結線端子は、コイルの端部を挟むための複数（例えば３つ）の第１断面略Ｕ字状部と、コイルの端部を仮固定するための第２断面略Ｕ字状部と、結線端子をステータのインシュレータに圧入固定するための圧入部とを有する。溶接時には、コイルの端部を第１断面略Ｕ字状部内と第２断面略Ｕ字状部内に配置し、まず第２断面略Ｕ字状部を加圧してコイルの端部を仮固定し、次いで第１断面略Ｕ字状部を加圧しつつ電流を流してコイルの端部を抵抗溶接する。

図１５（ａ）に示すように、結線端子９０は、板状の端子本体９１（被押付部）と、端子本体９１からその面と対向するように略Ｕ字状に延出する断面略Ｕ字状部９２（押付部）とを備える。端子本体９１と断面略Ｕ字状部９２との間にコイルの導線９３を配置（挿入）し、その外側から一対の電極により導線端部９３ａを挟む方向に加圧しつつ電極間に電流を流すことで、コイルの導線端部９３ａは押し潰された状態で結線端子９０に溶接される（図１５（ｃ）参照）。

特開２００５−２６９８７５号公報 特開２００７−３００７２５号公報

「ステータ巻装コイルの結線端子」，日本電装公開技報（デンソー公開技報），日本電装株式会社（株式会社デンソー），２００６年１０月１５日，整理番号１５３−００５

ところで、コイルの導線端部９３ａを結線端子９０に溶接する際の加圧力が小さいと、溶接不十分となるため、ある一定以上の加圧力が必要になる。しかし、加圧力が大きいと、導線端部９３ａの潰れが大きくなる。

この場合、図１５（ｂ）に示すように、導線９３の断面略Ｕ字状部９２と端子本体９１との間に挟まれた部分９３ｂは押し潰されて薄くなるが、この潰れ分だけ、潰れていない部分９３ｃ（図１５（ｂ）では仮想線で示す）が径方向にずれて端子本体９１と干渉する。この干渉する部分は、逃げがないので、端子本体９１に当たって変形し、この変形に伴って導線９３が図１５（ｃ）に実線で示すように比較的大きく変形する。このとき、導線９３の変形により発生した比較的大きな応力は、導線９３の押し潰されて薄くなる部分９３ｂ（溶接部分）と潰れていない部分９３ｃとの境界付近の厚み急変箇所に集中する。そして、モータを使用しているうちにその応力集中箇所で導線９３が金属疲労を起こし易くなり、これがモータの寿命の低下をもたらす虞があるという問題があった。なお、この課題は、ブラシレスモータに限定されず、コイルの端部を結線するためにその端部が挟圧された状態で端子に溶接される巻線の溶接構造において広く当てはまる。

本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的の一つは、端子の押付部と被押付部の間に押し潰された状態で溶接された巻線の端部近傍部位の応力を緩和してその溶接部分の寿命の低下を抑制できる巻線の溶接構造、端子及びステータを提供することにある。

上記目的の一つを達成するために、請求項１に記載の発明は、端子に設けられた互いに対向する押付部と被押付部との間に巻線の端部が挟圧された状態で溶接された巻線溶接構造であって、前記端子は、前記被押付部と、該被押付部の面に対向するように該被押付部から延出する押付部とを有し、前記被押付部と前記押付部との間に巻線の端部が押し潰された状態で溶接され、前記被押付部の前記押付部における溶接部分の導線長手方向の巻線部側の端と対向する位置には、前記押付部が前記被押付部に近づく方向に凹む逃げ部としての凹部が形成されている。

上記構成によれば、被押付部と押付部との間に巻線の端部が挟圧された状態で溶接され、その導線溶接部分は押し潰されて薄くなる。このとき導線溶接部分に繋がる押し潰されていない部分は押付方向にずれるが、その一部は、被押付部に押付部が被押付部に近づく方向に凹む逃げ部に入り込む。このため、押し潰されていない部分が被押付部と干渉して発生する応力を緩和又は無くすことができる。

また、上記逃げ部が凹部なので、孔である構成に比べ、被押付部の強度を確保できる。例えば被押付部の変形により溶接強度が低下するなどの不都合を回避し易い。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の巻線の溶接構造において、前記凹部は、前記押付部の前記導線挿通方向の端と対向する位置よりも前記巻線部と反対側へ入り込む位置まで形成されていることが好ましい。

上記構成によれば、凹部は、前記押付部の導線挿通方向の端と対向する位置よりも前記巻線部と反対側へ入り込む位置まで形成されているので、溶接部分の端部も被押付部側の凹部に入り込むように逃げ、導線の溶接部分の端部の応力もより効果的に緩和できる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の巻線の溶接構造において、前記押付部の先端部は、前記被押付部に近づく方向へ延びていることが好ましい。
上記構成によれば、押付部の先端部は、被押付部に近づく方向へ延びているので、溶接時に電極により加圧された押付部の先端が被押付部に接触し、この接触状態で電極間を流れる電流は、押付部の基端部側と先端部側への両方の経路を通るので、例えば電流経路が片側の一経路のみの構成に比べ、偏り少なくより均一に溶接できる。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項の巻線の溶接構造において、前記押付部と前記被押付部との対向する各面部のうち少なくとも一方は、凸曲面に形成されていることが好ましい。

上記構成によれば、押付部と被押付部との対向する面部に挟圧された巻線の端部は、少なくとも一方の面が凹曲面となるように変形するので、溶接箇所における導線の厚みが導線長手方向に緩やかに変化する。このため、導線の溶接箇所における厚みの急変による応力集中が発生しにくくなり、巻線の端部の溶接強度を高くすることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項の巻線の溶接構造において、前記押付部の前記被押付部と対向する面がプレス金型のＲ側であり、当該面の導線挿通方向の端部は凸曲面に形成されていることが好ましい。

上記構成によれば、押付部と被押付部との対向する面部に挟圧された巻線の端部は、押付部の導線挿通方向の端部と対応する部位が凹曲面となり厚みが導線長手方向に徐々に変化する。このため、導線の溶接箇所における厚みの急変による応力集中が発生しにくくなり、導線の溶接強度を高くすることができる。しかも、プレス金型での打ち抜き時に押付部に比較的簡単に凸曲面を形成できる。

また、請求項６に記載の発明は、電動機用のステータであって、複数のティース部を有するステータ部材と、前記各ティース部に巻装された複数の巻線とを備え、前記巻線の端部が、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の巻線の溶接構造により溶接されている。

上記構成によれば、電動機を構成するステータのティース部に巻装された巻線の端部は、上記巻線の溶接構造により溶接されているので、巻線の端部の溶接箇所に過度な応力がかかり難いステータを提供できる。

さらに請求項７に記載の発明は、端子に設けられた互いに対向する押付部と被押付部との間に巻線の端部が挟圧された状態で溶接された巻線の溶接構造であって、前記端子は、前記被押付部と、該被押付部の面に対向するように該被押付部から延出する押付部とを有し、前記被押付部と前記押付部との間に巻線の端部が押し潰された状態で溶接され、前記被押付部の前記押付部における溶接部分の導線長手方向の巻線部側の端と対向する位置には、前記押付部が前記被押付部に近づく方向に凹む逃げ部が形成されている巻線の溶接構造で用いられる前記端子であって、被押付面を有する前記被押付部と、前記被押付部から前記被押付面と対向するように略Ｕ字状に延出する前記押付部と、前記被押付部における前記押付部の導線挿通方向の前記巻線部側の端と対向する位置を含みかつ前記被押付面よりも導線挿通方向の前記巻線部側の位置に凹設された凹部とを備えている。

上記構成の端子によれば、当該端子が上記発明に係る巻線の溶接構造に用いられることにより、巻線の溶接構造にかかる発明と同様の効果を得ることができる。

本発明によれば、端子の押付部と被押付部の間に押し潰された状態で溶接された巻線の端部近傍部位の応力を緩和してその溶接部分の寿命の低下を抑制できる。

一実施形態におけるブラシレスモータの側断面図。 ステータの正面図。 ステータの図２におけるＡ−Ａ線断面図。 結線端子の正面図。 結線端子の平面図。 コイルの端部を溶接する前の結線端子を示す図４におけるＢ−Ｂ線断面図。 コイルの端部を溶接した後の結線端子の側断面図。 コイルの端部を溶接する際の結線端子の部分平面図。 巻線にかかる静的応力と巻線振れによる振幅応力とから決まる合成応力と、限界ラインとを示すグラフ。 （ａ），（ｂ）結線端子の側断面図。 （ａ）結線端子の正面図、（ｂ）（ａ）におけるＣ−Ｃ線断面図。 コイルの端部を端子に溶接固定した状態における結線端子の側断面図。 コイルの端部を端子に溶接固定した状態における結線端子の側断面図。 コイルの端部を端子に溶接固定した状態における結線端子の側断面図。 従来の結線端子を示し、（ａ）溶接前の状態を示す側断面図、（ｂ）溶接過程を説明する側断面図、（ｃ）溶接後の状態を示す側断面図。

以下、モータの一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、ブラシレスモータ１は、略有底円筒状のハウジング２を有し、ハウジング２の開口部２ａは、その内周面に内嵌された嵌合部３ａを有するエンドフレーム３によって閉塞されている。ハウジング２内には円筒状のステータ１０がその外周面をハウジングの内周面２ｂに固定された状態で配置されている。

図２に示すように、ステータ１０は略筒状のステータコア１１を備えている。ステータコア１１は、ハウジング２（図１参照）の内周に沿って配設される環状部１２と、この環状部１２の内周面から径方向内側に向かって突出する１２個（図１では２個のみ図示）のティース部１３ａ〜１３ｌとが一体に構成されている。ティース部１３ａ〜１３ｌは、周方向に等角度（３０°）間隔に配置されている。

図１及び図２に示すように、ステータコア１１の軸方向両側にはインシュレータ２０ａ，２０ｂが装着されている。インシュレータ２０ａ，２０ｂは、ステータコア１１の環状部１２を覆う環状被覆部２１と、ステータコア１１のティース部１３ａ〜１３ｌを覆うティース被覆部２２とを備える。そして、ティース部１３ａ〜１３ｌにインシュレータ２０ａ，２０ｂ上から絶縁被膜に覆われた導線２５がそれぞれ集中巻にて巻回されることにより、ステータコア１１の環状部１２の内周側に周方向に沿って等角度間隔で１２個のコイルＵ１〜Ｕ４，Ｖ１〜Ｖ４，Ｗ１〜Ｗ４が形成されている。

詳しくは図２に示すように、ティース部１３ｈ，１３ｋ，１３ｂ，１３ｅには、同一相（Ｕ相）となるコイルＵ１〜Ｕ４がそれぞれ巻回されている。また、ティース部１３ｇ，１３ｊ，１３ａ，１３ｄには、同一相（Ｖ相）となるコイルＶ１〜Ｖ４がそれぞれ巻回されている。また、ティース部１３ｆ，１３ｉ，１３ｌ，１３ｃには、同一相（Ｗ相）となるコイルＷ１〜Ｗ４がそれぞれ巻回されている。コイルＵ１〜Ｕ４，Ｖ１〜Ｖ４，Ｗ１〜Ｗ４間に掛け渡される渡り線部２６は、第１インシュレータ２０ａの環状被覆部２１に設けられた延設部２３の内周側からその外周側へと導出され、延設部２３の外周に沿うように配置されている。なお、以下の説明において、ティース部１３ａ〜１３ｌを特に区別しない場合は、単にティース部１３と記す場合がある。

図１に示すように、コイルＵ，Ｖ，Ｗ（図１ではＶ相のみ図示）の末端部２７は、エンドフレーム３に形成された貫通孔３ｃを通って、エンドフレーム３の一側面に固定された回路基板３０上のモータ制御回路３１から延びるリード端子３２にヒュージング（溶接）にて接続される。なお、回路基板３０上のモータ制御回路３１などの各種の電子部品は、エンドフレーム３に装着されたモータカバー３４によって覆われている。また、各相Ｕ，Ｖ，Ｗの中性点となる他の末端部２７はステータコア１１のエンドフレーム側に装着された第２インシュレータ２０ｂの嵌合孔２０ｃ（図３参照）に圧入された図２に示す端子の一例としての結線端子４０にヒュージングにて固定されている。なお、この結線端子４０の詳細は後述する。

また、図１に示すように、ロータ６の回転軸６ａは、ハウジング２の底部略中央部から軸方向外側へ膨出する筒状部２ｃ内に嵌挿された第１軸受４と、エンドフレーム３のハウジング側略中央部から軸方向外側へ延出する筒状部３ｂ内に嵌挿された第２軸受５とにより回転可能に支持されている。因みに、第２軸受５の外輪の端面５ａは皿ばねＳの付勢力により第１軸受４側に押圧されている。

図１に示すように、回転軸６ａには略円柱状のロータコア７が同軸上に固定されている。ロータコア７は、コアシートを複数枚積層されてなり、その全周には複数個の永久磁石８が等間隔で埋設されている。また、ロータコア７のエンドフレーム側の端面７ａには、Ｎ極とＳ極とが所定角度毎に交互に設けられたリング状のセンサマグネット９が固定されている。

また、図１に示すように、回路基板３０上に実装されたホールＩＣ３３は、エンドフレーム３に形成された露出孔３ｄを通じてロータコア７上のセンサマグネット９と対向可能な位置に配置されている。ホールＩＣ３３は、センサマグネット９の回転に伴う磁束の変化を検出し検出信号をモータ制御回路３１に出力する。モータ制御回路３１は、ホールＩＣ３３の検出信号によって取得されるロータコア７の回転位置に基づいてステータ１０の導線２５に駆動電流を供給する。それにより、ステータ１０に回転磁界が生じ、その回転磁界によってロータコア７が回転する。

図１に示すように、回転軸６ａは、ハウジング２の筒状部２ｄ内に配設されたオイルシール６ｂによってハウジング２との隙間がシールされた状態で、筒状部２ｄの挿通孔２ｅを通って外部に突出している。回転軸６ａのハウジング２から突出する部分には、ジョイント６ｃが装着される。ジョイント６ｃは、その被取付孔６ｄに挿通された取付ピン６ｅが回転軸６ａ側の取付孔６ｆに圧入されることによって回転軸６ａに固定されている。そして、ロータコア７とともに回転軸６ａが回転するときに、ジョイント６ｃから径方向外側へ延びる回転係合部６ｇが、図示しない被駆動体と周方向で係合することにより被駆動体が駆動される。

次に、結線端子４０を用いた巻線（コイル）の溶接構造について説明する。
図２、図３に示す結線端子４０は、３相のコイルＵ，Ｖ，Ｗの中性点となる末端部２７（以下、単に「端部２７」ともいう。）を溶接で結線するために用いられ、ステータ１０の第２インシュレータ２０ｂの図２に示す所定箇所に圧入固定されている。

詳しくは、結線端子４０は、被押付部の一例としての板状の端子本体４１と、コイルＵ，Ｖ，Ｗの端部２７を挟持するための断面略Ｕ字状のＵ字状部４２と、端子本体４１から延出する一対の圧入部４３とを有する。結線端子４０は、その一対の圧入部４３がインシュレータ２０ｂの嵌合孔２０ｃ（図３参照）に圧入されることにより、ステータ１０の図２に示す所定箇所に固定されている。

ステータ１０に巻装されたコイルＵ，Ｖ，Ｗの端部２７は、インシュレータ２０ｂに圧入固定された結線端子４０のＵ字状部４２内に挿通され、次いで、一対の電極４５（図７参照）で端子本体４１とＵ字状部４２とを外側から加圧して端部２７を押し潰しながら電極４５間に電流を流す。これにより、コイルＵ，Ｖ，Ｗの中性点となる各端部２７は、結線端子４０のＵ字状部４２に挟圧された状態で抵抗溶接により結線されている。

ここで、溶接力を確保するため、Ｕ字状部４２の導線挿通方向（幅方向）の長さを一定以上の長さとする必要がある。従って、このＵ字状部４２の幅が長いため、コイルＵ，Ｖ，Ｗの端部２７を溶接時に加圧する際のＵ字状部４２の変形に過大な力を要することになる。そして、溶接後の状態では、コイルＵ，Ｖ，Ｗの端部２７が押し潰されて薄くなる。

図４及び図５に示すように、結線端子４０は、基本的に板金をプレス加工で切断及び折り曲げ加工などをすることにより所定形状に形成されている。結線端子４０は、一方向（図４では左右方向）に比較的長く延びるとともにその長手方向に略等間隔の３箇所の位置で圧入方向（図４では下方向）と反対方向へ延出する３つの腕部４１ａを有する所定形状の端子本体４１を備える。３つの腕部４１ａの先端部には、腕部４１ａの延出方向と交差する方向に断面略Ｕ字状（図５参照）をなすように延出するＵ字状部４２が形成されている。また、端子本体４１の下端部にはその長手方向に所定の間隔を隔てた二位置から一対の板状の圧入部４３が延出している。圧入部４３の外側部には抜け止め用の係止部４３ａが形成されている。

図４及び図５に示すように、端子本体４１においてＵ字状部４２と対向する面部には、Ｕ字状部４２の導線挿通方向（図４では上下方向）の圧入部４３側（図４では下側）の端Ｅと対向する位置に、溶接時にＵ字状部４２が端子本体４１側へ押し付けられる方向に凹む逃げ部の一例としての凹部４４が形成されている。凹部４４における圧入部４３（コイル側）とは反対側（図４では上側）の端部は、Ｕ字状部４２の端Ｅと対向する位置で凹みが形成される位置まで延びている。また、凹部４４は、Ｕ字状部４２に挟まれて溶接されたときに導線２５の押し潰された溶接部分から圧入部４３側（つまりコイル側）に延びるその導線２５の押し潰されていない部分の配置エリアに凹設されている。

具体的には、図４に示す結線端子４０の正面視において、凹部４４は、導線挿通方向と直交する方向（図４では左右方向）には、Ｕ字状部４２の延出する範囲（図４における横幅の範囲）を圧入部４３側（図４では下側）へ投影（延長）したエリアに凹設されている。但し、このエリアに属する端子本体４１の存在する部分に凹部４４は形成されるので、凹部４４は腕部４１ａ以外の部分では、中央の凹部４４が腕部４１ａの部分より幅広であるが、左右両側の凹部４４は腕部４１ａの部分と同じ幅になっている。

また、凹部４４は、導線挿通方向（図４では上下方向）には、Ｕ字状部４２の端Ｅと対向する位置から圧入部４３側（コイル側）に導線２５の外径の１〜３倍の範囲内の所定距離となる位置まで凹設されている。本例では、所定距離をその一例として、導線２５の外径の約２倍の距離としている。もちろん、凹部４４の端Ｅの対向位置からの形成領域の長さは、導線２５の外径及び剛性などに応じて適宜な値を設定できる。

図６に示すように、凹部４４は、Ｕ字状部４２の端Ｅと対向する位置よりも被押付面４１ｂ側に若干入り込んだ位置まで凹設されている。つまり、凹部４４と被押付面４１ｂとの境界は、Ｕ字状部４２の端Ｅと対向する位置よりも被押付面４１ｂ側に位置している。そして、凹部４４の周縁部は外周側ほど高くなる所定角度の斜面４４ａに形成されている。また、凹部４４の深さは、図７に示すようにコイルＵ，Ｖ，Ｗの導線の端部２７が溶接時の加圧により押し潰された状態での加圧方向の厚みと、加圧前の元の導線２５の外径との差の半分程度の値に設定されている。この深さは、導線２５の端部２７が押し潰されたことにより、その潰れ分だけ、押し潰されていない部分が被押付面４１ｂ側へずれるので、そのずれ分の深さに設定している。これにより導線２５の押し潰されていない部分は凹部４４の底面に当たらないか軽く接触する程度なので、押し潰されていない部分に発生する応力がかなり緩和される。もちろん、凹部４４の深さは端子本体４１の厚さなどを考慮し必要な剛性が確保されるように適宜設定でき、一例として前記外径の差の半分の０．５〜１．５倍の範囲内の値に設定することが望ましい。

また、図５に示すように、Ｕ字状部４２は先端部側でやや角度（例えば約９０度）をつけて屈曲しており、その先端部４２ａが端子本体４１側を指向している。そして、先端部４２ａと端子本体４１との間の距離は、Ｕ字状部４２と被押付面４１ｂとの間に導線２５の端部２７を挿通して溶接する際に、一例としてその導線２５の端部２７が押し潰されない程度あるいは全押し潰し量の１／３以下の押し潰し量の段階で、先端部４２ａが端子本体４１に接触するような値に設定されている。また、図６に示すように、Ｕ字状部４２の被押付面４１ｂと対向する押付面４２ｂの導線挿通方向（図６では上下方向）の少なくともコイル側の角部は面取りされてテーパ面４２ｃが形成されている。

次に、上記のように構成された結線端子４０を用いた巻線の溶接構造、及びこの溶接構造を備えたステータ１０を有するブラシレスモータ１の作用を説明する。
ステータ１０のティース部１３にコイルＵ，Ｖ，Ｗを巻装した後に、コイルＵ，Ｖ，Ｗコイルの中性点となる各端部２７を、インシュレータ２０ｂに圧入固定された結線端子４０のＵ字状部４２内に挿通する（図６参照）。次いで、図７に示すように、端子本体４１とＵ字状部４２とを一対の電極４５で挟んで加圧し端部２７を押し潰しながら一対の電極４５に電流を流し、端部２７をＵ字状部４２に挟圧された状態で抵抗溶接する。この抵抗溶接によりコイルＵ，Ｖ，Ｗの各端部２７は、結線端子４０の溶接部を介して結線される。

このとき図８に示すように、一対の電極４５で端子本体４１とＵ字状部４２とを両側から挟んで加圧方向（図８では上下方向）に加圧しはじめ、Ｕ字状部４２が変形して、先端部４２ａが端子本体４１に接触すると、一対の電極４５間の通電を開始する。このとき、図８に矢印で示すように、加圧方向と交差する方向における導線２５を挟んだ両側でＵ字状部４２の基端部側と先端部４２ａ側との両方を通る経路で電流が流れ、コイルＵ，Ｖ，Ｗの端部２７はＵ字状部４２に対しさほど偏りなく比較的均一に溶接される。よって、コイルＵ，Ｖ，Ｗの端部２７が、Ｕ字状部の片側の電流経路のみで溶接される場合に比べ、より均一な溶接と高い溶接強度を得ることができる。そして、図８に示す加圧初期の状態からＵ字状部４２はさらに加圧されて変形し、図７に示すように、コイルの導線２５の端部２７が端子本体４１とＵ字状部４２との間に挟まれて押し潰された状態で溶接される。

このとき、図７に示すように、導線２５の押し潰された端部２７よりもコイル側（図７では下側）に位置し押し潰されていない部分２８も、端部２７の潰れ分だけ端子本体４１側にずれる。しかし、本実施形態では、導線２５の潰れていない部分２８のずれた側には凹部４４が位置するので、押し潰されていない部分２８の一部が凹部４４に入り込む。

従来技術で示した図１５（ｂ）では、押し潰されていない部分９３ｃが端子本体９１側へずれた際に端子本体９１に当たり逃げがないため比較的大きく変形し、その内部に発生した比較的大きな静的応力が、押し潰されて薄くなった溶接部分９３ｂの境界付近の厚み変化箇所に集中する。これに対し、本実施形態の結線端子４０によれば、導線２５の押し潰されていない部分２８が、図７に示すように逃げとなる凹部４４に入り込むことで、この部分２８に発生する静的応力が緩和される。この結果、溶接時の加圧により押し潰されて薄くなった端部２７付近の厚み変化箇所に集中する静的応力も緩和される。

図９は、コイルＵ，Ｖ，Ｗの結線部分（溶接部分）に発生する応力を示すグラフである。ブラシレスモータ１を車両に使用した場合においてコイルＵ，Ｖ，Ｗの端部２７の溶接箇所に発生する応力の一例を示している。ブラシレスモータ１を車両で使用する場合、車両の振動によりブラシレスモータ１内のステータ１０にコイル（巻線）振れが発生する。図９のグラフは、横軸が導線２５の溶接部分に発生する静的応力Ｆｓを示し、縦軸がコイル振れに起因して溶接部に発生する振幅応力Ｆｖを示す。このグラフ中の限界ラインＬは溶接部にかかる応力の許容される限界を示す。なお、このグラフでは、凹部４４を有しない結線端子を使用した場合にコイルの溶接部分に発生する静的応力Ｆｓ１を比較例として示している。

凹部４４を有する結線端子４０を使用した溶接構造では、抵抗溶接で押し潰された端部２７よりもコイル側の押し潰されていない部分２８の一部が、凹部４４に入り込むので、この部分２８が端子本体４１と干渉しにくくなって端子本体４１との干渉により発生する応力が緩和される。このため、本実施形態のコイルＵ，Ｖ，Ｗの溶接構造によれば、静的応力Ｆｓが、グラフ中に矢印で示すように、凹部を有しない従来の結線端子を用いた場合の静的応力Ｆｓ１から、凹部４４を有する結線端子４０を用いた場合の静的応力Ｆｓ２に低減する。このため、車両の振動によるコイル振れに起因する振幅応力がＦｖ１である場合、振幅応力Ｆｖと静的応力Ｆｓとの合成応力は、限界ラインＬを超えた合成応力Ｆｃ１から、限界ラインＬ以下の合成応力Ｆｃ２へと緩和される。この結果、本実施形態のコイルの溶接構造を備えたステータ１０及びこのステータ１０を有するブラシレスモータ１によれば、車両使用時にも必要な耐久性及び信頼性を得ることができる。

以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）端子本体４１にはＵ字状部４２の導線挿通方向のコイル側の端Ｅと対向する位置に凹部４４を設けたので、溶接により押し潰された部分よりもコイル側の押し潰されていない部分２８が凹部４４に入り込んで逃げることができる。このため、コイルＵ，Ｖ，Ｗの端部２７の近傍にさほど大きな応力が発生せず、例えば溶接部分の境界付近に応力が集中して溶接部分の寿命が短くなることを回避し易い。よって、コイルの溶接部分の寿命を比較的長くなる巻線（コイル）の溶接構造を提供できる。

（２）凹部４４がＵ字状部４２の導線挿通方向のコイル側の端Ｅと対向する位置よりも溶接箇所側へ入り込むように形成されているので、溶接部分の端部の厚み変化を緩やかにすることができ、溶接部分の端部への応力集中を緩和できる。

（３）逃げ部を凹部４４としたので、孔とする構成の場合に比べ、結線端子４０の端子本体４１の強度を確保し易い。例えば溶接時の加圧により、端子本体４１におけるＵ字状部４２を支持する部分が曲がるなどの変形不良の発生を回避できる。

（４）凹部４４の溶接箇所側の周縁部を外周側ほど高くなる斜面４４ａとしたので、溶接部分の端部の厚み変化を緩やかにすることができ、溶接部分の端部への応力集中を緩和できる。

（５）Ｕ字状部４２の先端部４２ａが端子本体４１を指向しているので、溶接時に一対の電極４５で加圧してＵ字状部４２の先端を端子本体４１に接触させた状態としたうえで、電極４５間の通電を開始させることができる。Ｕ字状部４２の基端部側と先端部側との両方を通る経路で電流を流して溶接できる。この結果、Ｕ字状部４２と端子本体４１との間にコイルの端部２７を周方向にさほど偏りなく比較的均一に溶接できる。このため、コイルＵ，Ｖ，Ｗの端部２７に比較的高い溶接強度を得ることができる。

（６）結線端子４０を用いてコイルＵ，Ｖ，Ｗの端部２７を溶接により結線したので、ステータ１０におけるコイルＵ，Ｖ，Ｗの結線強度が確保され、信頼性の高いステータ１０を提供できる。

（７）車両などの振動が加わる環境下でブラシレスモータ１を使用しても、凹部４４を有する結線端子４０を用いた導線２５の溶接部分近傍の静的応力の低下により、車両の振動により想定される振幅応力との合成応力が、限界ラインＬ以下に収まる。このため、車両に使用しても、所望の信頼性を確保できるステータ１０ひいてはブラシレスモータ１を提供することができる。

なお、上記実施形態は以下のような形態に変更することもできる。
・図１０（ａ），（ｂ）に示すように、結線端子４０の製造過程で折り曲げ加工を行って凹部４４を形成してもよい。この場合、図１０（ａ）に示す凹部４４のように、端子本体４１のＵ字状部４２側と反対側（同図では下側）の端まで延びていてもよいし、図１０（ｂ）に示す凹部４４のように、端子本体４１の面をＵ字状部４２の押付方向へ部分的に凹ませる折り曲げ加工により凹部４４を形成してもよい。いずれの場合も、凹部４４の被押付面４１ｂ側の周縁部に図１０に示す斜面４４ａを形成することが望ましい。

・図１１に示す形状の端子を採用することもできる。図１１（ａ），（ｂ）に示すように、結線端子５０は、延出部５１ａを有する板状の端子本体５１と、端子本体５１の延出部５１ａと反対側の端部から延出するとともに外側部に係止部５３ａを有する一対の圧入部５３とを備える。端子本体５１の略中央部には、Ｕ字状部５２が端子本体５１から被押付面５１ｂに対向するように断面略Ｕ字状に延出している。Ｕ字状部５２は、導線挿入方向（図１１では左右方向）が圧入方向（同図では下方向）と交差する方向となる向きに延出している。

そして、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、端子本体５１におけるＵ字状部５２の導線挿入方向の両端と対向する位置にはそれぞれ凹部５４が形成されている。これら一対の凹部５４は導線挿通方向においてＵ字状部５２の内側に相当する位置まで少し入り込むように形成されている。また、凹部５４の被押付面側５１ｂのＵ字状部４２側の周縁部には斜面５４ａが形成されている。なお、図１１に示す結線端子５０は、例えばコイルＵ，Ｖ，Ｗの端部を１つの共通のＵ字状部５２に挟んで押し潰して溶接してもよいし、同図ではＵ字状部５２を１つのみ示すものの実際は複数備え、複数のＵ字状部５２のそれぞれにコイルＵ，Ｖ，Ｗの端部を押し潰して溶接する構成としてもよい。

・図１２に示すように、四角板をプレス金型で打ち抜き切断するときにＵ字状部４２の被押付面４１ｂと対向する押付面４２ｂ側が、Ｒ側の金型となるように打ち抜きプレスし、例えばＵ字状部４２の押付面４２ｂにおける導線挿通方向のコイル側の角部を、Ｒ（アール）状に面取りされた凸曲面部４２ｄに形成してもよい。この場合、凹部４４側もＲ側の金型となり、凹部４４の周縁部に斜面に替えて凸曲面部４４ｂを形成するようにしている。この構成によれば、導線２５の溶接部分の端部２７が凸曲面部４２ｄ，４４ｂで加圧されることで、厚みが急変することのない凹曲面状となるので、この凹曲面により溶接端部付近の応力集中を緩和できる。

・図１３に示すように、導線挿入方向においてＵ字状部４２のコイル側の端と凹部４４の被押付面４１ｂ側の端との位置を積極的にずらしてもよい。この構成によれば、導線２５の長手方向においてＵ字状部４２の端で厚みが変化する位置と凹部４４により厚みが変化する位置とがずれることで、厚みが変化する位置が両側で同じになる構成に比べ、応力集中箇所を導線の長手方向においてずらすことができる。よって、応力集中箇所が導線２５の長手方向で分散されるので、応力集中による導線の金属疲労を緩和することができる。

・図１４に示すように、Ｕ字状部４２と、Ｕ字状部４２と対向する端子本体４１の部分との対向する面を、挿入される導線２５側に凸となる凸曲面４２ｅ，４１ｃに形成してもよい。この構成によれば、コイルＵ，Ｖ，Ｗの端部２７の加圧された溶接部分が凹曲面となるので、溶接部分への応力集中を緩和できる。

・逃げ部は、凹部に限定されず、孔又は切欠きでもよい。この場合、孔又は切欠きの少なくとも被押付面側の周縁部にテーパ面を形成してもよい。
・押付板部と被押付板部とのうち少なくとも一方が、導線側に凸となる凸曲面になっていてもよい。

・電極部の押圧面を凸曲面とし、電極部を押圧したときに押付板部と被押付板部のうち少なくとも一方を、電極部の押圧面にならうように変形させることにより、導線側に凸となる凸曲面状としてもよい。

・結線端子に、ステータ１０に巻装されるコイルＵ，Ｖ，Ｗの端部２７を仮固定する非特許文献１に記載の第２断面略Ｕ字状部（第２Ｕ字状部）を形成してもよい。この構成によれば、コイルの端部を第２Ｕ字状部で仮固定した後、第１Ｕ字状部に溶接できるので、溶接時にコイルＵ，Ｖ，Ｗの端部２７にかかる変形力を低減することができる。

・溶接を抵抗溶接としたが、溶接方法は任意の方法を選択できる。他の溶接方法であっても、導線の溶接部が元の径より薄くなる溶接方法であれば、凹部の存在により同様の効果を得ることができる。

・端子は、コイルの端部を結線するための結線用の結線端子に限定されず、コイルの端部（末端部）が溶接される端子に広く適用できる。例えば端子におけるＵ字状部は１つでもよいし、２つでもよい。また、４つ以上のＵ字状部を有する端子でもよい。

・上記実施形態のブラシレスモータ１は、インナロータ型のモータであるが、アウタロータ型のモータとしてもよい。また、ブラシレスモータ以外のモータ（ステッピングモータ等）に、巻線の溶接構造を利用してもよい。

前記実施形態及び変形例から把握される技術的思想を以下に記載する。
（イ）前記凹部には前記巻線の導線のうち前記導線溶接部分の巻線部側に隣接する押し潰されていない部分の少なくとも一部が入り込んでいることを特徴とする請求項１に記載の巻線の溶接構造。

（ロ）前記ステータ部材には、巻線の溶接構造で用いられる前記端子が固定されており、前記複数の巻線の端部が巻線の溶接構造による溶接により結線されていることを特徴とする。

１…電動機の一例としてのブラシレスモータ、６…ロータ、６ａ…回転軸、１０…ステータ、１１…ステータ部材の一例としてのステータコア、１３，１３ａ〜１３ｌ…ティース部、２５…導線、２７…溶接部分の一例としての端部（末端部）、４０…端子の一例としての結線端子、４１…被押付部の一例としての端子本体、４１ｂ…被押付面、４２…押付部の一例としてのＵ字状部、４２ａ…先端部、４２ｅ…凸曲面、４３…圧入部、４４…逃げ部の一例としての凹部、４４ａ…斜面、５０…端子の一例としての結線端子、５１…被押付部の一例としての端子本体、５１ｂ…被押付面、５２…押付部の一例としてのＵ字状部、５３…圧入部、５４…逃げ部の一例としての凹部、５４ａ…斜面、Ｕ，Ｖ，Ｗ…巻線部の一例としてのコイル、Ｅ…端。

Claims (7)

1. 端子に設けられた互いに対向する押付部と被押付部との間に巻線の端部が挟圧された状態で溶接された巻線の溶接構造であって、
   前記端子は、前記被押付部と、該被押付部の面に対向するように該被押付部から延出する押付部とを有し、
   前記被押付部と前記押付部との間に巻線の端部が押し潰された状態で溶接され、
   前記被押付部の前記押付部における溶接部分の導線長手方向の巻線部側の端と対向する位置には、前記押付部が前記被押付部に近づく方向に凹む逃げ部としての凹部が形成されている巻線の溶接構造。
2. 前記凹部は、前記押付部の導線挿通方向の端と対向する位置よりも前記巻線部と反対側へ入り込む位置まで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の巻線の溶接構造。
3. 前記押付部の先端部は、前記被押付部に近づく方向へ延びていることを特徴とする請求項１又は２に記載の巻線の溶接構造。
4. 前記押付部と前記被押付部との対向する各面部のうち少なくとも一方は、凸曲面に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の巻線の溶接構造。
5. 前記押付部の前記被押付部と対向する面がプレス金型のＲ側であり、当該面の導線挿通方向の端部は凸曲面に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の巻線の溶接構造。
6. 電動機用のステータであって、
   複数のティース部を有するステータ部材と、
   前記各ティース部に巻装された複数の巻線とを備え、
   前記巻線の端部が、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の巻線の溶接構造により溶接されていることを特徴とするステータ。
7. 端子に設けられた互いに対向する押付部と被押付部との間に巻線の端部が挟圧された状態で溶接された巻線の溶接構造であって、
   前記端子は、前記被押付部と、該被押付部の面に対向するように該被押付部から延出する押付部とを有し、
   前記被押付部と前記押付部との間に巻線の端部が押し潰された状態で溶接され、
   前記被押付部の前記押付部における溶接部分の導線長手方向の巻線部側の端と対向する位置には、前記押付部が前記被押付部に近づく方向に凹む逃げ部が形成されている巻線の溶接構造で用いられる前記端子であって、
   被押付面を有する前記被押付部と、
   前記被押付部から前記被押付面と対向するように略Ｕ字状に延出する前記押付部と、
   前記被押付部における前記押付部の導線挿通方向の前記巻線部側の端と対向する位置を含みかつ前記被押付面よりも導線挿通方向の前記巻線部側の位置に凹設された凹部と
   を備えたことを特徴とする端子。