JP2004135439A - 電動機の固定子及び電動機及びモールド電動機及び送風機及び空気調和機及び電動機の固定子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固定子部の反結線側に配置され、絶縁部に位置決め固定される基板固定部品と、基板固定部品に組み付けられ、位置検出機能を有するセンサを実装し、センサ信号が出力されるセンサリードを有する基板と、固定子部の結線側に設けられ、巻線の端末が接続される端子と、固定子鉄心に取り付けられ、電源リードを口出し部において電源リード固定具で挟み込み固定すると共に、電源リードを口出し部から端子の近傍まで引き回す電源リード配置部品と、電源リード配置部品に係合し、センサリードを口出し部で固定するセンサリード固定具とを備えたものである。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動機の固定子及び電動機の固定子の製造方法に係わり、詳しくは基板を基板固定部品に組み付け、基板固定部品を固定子巻線の反結線側絶縁部に取付け、電源リードを端子から口出し部まで引き回す電源リード配置部品を固定子巻線の側面に取付け、センサリードを基板から基板固定部品を経て口出し部まで引き回し固定する電動機の固定子及び電動機の固定子の製造方法及び電動機及びモールド電動機及び送風機及び空気調和機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のモールド電動機の固定子は、固定子鉄心に一体成形、あるいは、別部品の組付けにより形成された絶縁部に取付けられる電源リード配置板に、電源リードと、中間止め具を介してセンサが実装された基板に取付けられたセンサリードとが軸方向に2段に配置され、外郭に出ていた。
【0003】
【特許文献1】
特開平10−28347号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来のモールド電動機の固定子は以上のように構成されているので、センサを実装している基板に取付けられているセンサリードをブッシングに対し最短となるように固定子に配置し、かつ、電源を供給する電源リードの端末が接合される端子が隣り合うコイルに備え付けられた固定子の電源用リードも同様にブッシングに対し最短となるように固定子に配置した時、両者が近接し、電源リードと端子、コイル端末と接合の組立て時に、工具の入り込むスペースの確保が出来ないため、工具が巻線に傷をつけ、信頼性を低下させるという問題点、また、信頼性の低下を回避するためのコストアップという問題点があった。
【0005】
この発明は、端子周辺のスペースを確保して、生産性、品質の向上を図り、コスト低減を実現することが出来ると共に、基板の固定子部に対する位置決め精度の向上、また、電源リード、センサリードの配線及び接続の作業効率の向上により生産性の向上を図ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る電動機の固定子は、固定子鉄心に絶縁部を介して巻線を施した固定子部と、固定子部の反結線側に配置され、絶縁部に位置決め固定される基板固定部品と、基板固定部品に組み付けられ、位置検出機能を有するセンサを実装し、センサ信号が出力されるセンサリードを有する基板と、固定子部の結線側に設けられ、巻線の端末が接続される端子と、固定子鉄心に取り付けられ、電源リードを口出し部において電源リード固定具で挟み込み固定すると共に、電源リードを口出し部から端子の近傍まで引き回す電源リード配置部品と、電源リード配置部品に係合し、センサリードを口出し部で固定するセンサリード固定具と、を備えたことを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1〜4は実施の形態1を示す図で、図1は電動機の固定子の斜視図、図2は基板と基板固定部品の取付け前の斜視図、図3は固定子組立を構成する各部品の取付け前の斜視図、図4は固定子の組立のフローチャートである。
図1に示すように、電動機の固定子は、一体成形、または、部品の組み付けによりそれぞれの固定子鉄心2のスロットに絶縁部が施される。固定子の外周には、基板固定部品14の基板固定部品足部15に設けられた基板固定部品突起部16が当接するための固定子外周の突起7が、軸方向に固定子絶縁の一部として形成されている。固定子絶縁の結線側絶縁部に端子24(図3参照)を取付け、ティースにマグネットワイヤを巻き回し、巻線の端末を端子24に接合することで巻線3が形成され、固定子部1となる。
【0008】
巻線3に電源を供給する電源リード12は、電源リード配置部品9によって端子24から口出し部48まで引き回される。口出し部48では、センサリード13及び電源リード12が電源リード配置部品9と電源リード固定具10及びセンサリード固定具11にて固定され、電動機の構成時に外殻から露出する部分となる。
【0009】
電源リード配置部品9は組み付け時に固定子鉄心2の外周を一部覆う形状で、取付け足25(図3参照)にて固定子部1に取り付けられる。電源リード12を電源リード固定具10にて挟み込んで電源リード配置部品9に取付け、基板5を取付けた基板固定部品14を反結線側絶縁部6に取付けた後、センサリード固定具11でセンサリード13を電源リード配置部品9で固定し、端子24に電源リード12の芯線を溶接することで固定子部1を形成する。尚、固定子鉄心2の軸方向の端面より出るコイルの、絶縁部の巻線の端末と端子が結線されている側を結線側、反対側を反結線側と呼ぶ。
【0010】
また、反結線側絶縁部6は、基板固定部品14を固定子部1に取り付けるための取付けピン8を有する。基板固定部品14は、反結線側の外周側絶縁の両脇の固定子鉄心部分に組付けられた電源リード配置部品9の取付け足25(図3参照)を押さえるための、足部20を有する。
【0011】
図2に示すように、基板5には位置検出機能を有するセンサ17が実装され、センサ信号が出力されるセンサリード13が基板5に取付けられる。基板5の側面はそれぞれ基板側面爪当たり面36と基板側面サイド面37及び基板側面底面40を有し、基板側面サイド面37と基板側面底面40のコーナの面をとることで基板面取り18が形成される。
【0012】
この基板面取り18は基板の中心線44に対称に同一角度に設け、基板固定部品14の基板固定部品サイド面46と基板固定部品底面47のコーナの面ををとることで構成する基板固定部品面取り19を、基板面取り18が当接するように同様に基板固定部品の中心線45に対称に同一角度に設ける。
【0013】
上記のように、基板5と基板固定部品14を面取り同士を当接させて位置決めすることで基板5の位置精度が向上する。
【0014】
尚、基板5と基板固定部品14を面取り同士を当接させて位置決めする方法は、図1に示す構成の電動機の固定子に限定されるものではない。他の構成のもので、基板を固定する基板固定部品を用いるものであれば、適用可能である。
【0015】
基板5の基板固定部品14への取付け時は、基板5の実装裏面42が実装裏面接触面41に当たり、実装面43は固定爪22で係止めされ、軸方向が固定される。基板5が固定爪22により、基板側面底面40方向に押さえつけられるようにすることで、基板面取り18が基板固定部品面取り19に当接し、基板の中心と基板固定部品の中心が調心され、基板5が基板固定部品14に対して精度良く位置決め固定される。
【0016】
基板固定部品14は反結線側絶縁部6に取付けられる基板固定部品足部15を両側に備え、基板固定部品足部15にはそれぞれ2ヶ所の取付け穴21を備え、基板固定部品足部15外側には固定子鉄心2に対する軸方向を位置決めするための基板固定部品突起部16を備えている。
【0017】
基板固定部品14は基板5が取付けられた後、図3に示すように、反結線側絶縁部6に取付けられる。このとき基板固定部品足部15の取付け穴21に、反結線側絶縁部6に設けた円柱状に伸びた取付けピン8を、基板固定部品足部15外側の基板固定部品突起部16が固定子外周の突起7の突起の端面23(図3参照)に当たるまで挿入する。取付けピン8を挿入することで、半径方向及び回転方向のガタが減少し、位置決め精度が向上する。位置決め部分は片側2ヶ所である必要はなく全体で3ヶ所以上あれば効果が得られ、4ヶ所以上あってもよい。また反結線側絶縁部6の取付けピン8の形状は円柱でなくてもよい。
【0018】
基板固定部品足部15外側の基板固定部品突起部16が固定子外周の突起7の突起の端面23に設置されることで、基板固定部品14の軸方向の位置決めがなされる。結線側の鉄心端面を基準にして回転子と固定子の取付位置を決めた場合(通常、モールド電動機ではモールドの開口側、つまり本発明の場合、結線側の鉄心端面を基準にして回転子と固定子の取付位置が決められる)、結線側鉄心端面を基準に設置された固定子外周の突起7と基板固定部品14の寸法は鉄心の積み巾のばらつきの影響を受けずに一定となり、結果結線側の鉄心端面に対する軸方向の位置ずれを防止する。
【0019】
基板固定部品14は、基板固定部品14の取付け穴21より張り出した反結線側の取付けピン8を融着、あるいは、接着することで固定子部1に組み付けられる。
【0020】
また、基板固定部品14の基板固定部品足部15を固定子部1の外周側絶縁間の隙間に嵌め合わせて固定される構造とすることで、取付けピンに固定する方式と同様の半径方向及び回転方向の位置決めが可能である。
【0021】
図3に示すように、電源リード配置部品9は固定子鉄心2外周に沿った弓なりの形状で、リードをまとめる部分、各相の各端子へ分岐したハウジング部、その先端に接続用の部分を備えている。電源リード12の先端は被覆が剥かれ芯線とし、被覆部分は電源リード配置部品9の各相に分岐したリード線ハウジング部30の溝にはめ込まれ固定される。
【0022】
芯線はよじられ、リード線ハウジング部30から、電源リード配置部品9のハウジング側突起27を始点にハウジング壁26の先端に備わる巻き付け用突起29に渡り絡められる。尚、芯線の渡りの幅は端子24をスポット溶接する溶接機の電極の幅以上離れている。
【0023】
各相の電源リード12は、図3に示すように、リード線ハウジング部30からリード台座部39に引き回され、図1に示すように口出し部48まで引き出され、電源リード固定具10にて挟み込まれる。
【0024】
電源リード配置部品9の固定子部1への取付けは、図3に示すようにリード台座部39上方に備わる2本の取付け足25が、反結線側の外周側絶縁の両脇の固定子鉄心端面を通り固定子鉄心2のスロット内の側面にはまり込むことで組み付けられる。
【0025】
尚、電源リード配置部品9にて固定される電源リード12の芯線は、固定子鉄心2の外径より内側の各相の端子24近傍に位置決めされるように組み付けされる。
【0026】
尚、電源リード配置部品9の結線側絶縁部38側面に対向するリード線ハウジング部30は丸形の蒲鉾形状で、巻線3の渡り線と接触しても傷がつかない特徴を持っている。基板固定部品14に、反結線側の外周側絶縁の両脇の固定子鉄心部分に組付けられた電源リード配置部品9の取付け足25を押さえるための、固定子の軸方向を保持する足部20を持たせることにより、センサリード固定具11の電源リード配置部品9への取付けの際に、電源リード配置部品9が位置決めされていることにより生産性が向上する。
【0027】
同時に電源リード12の芯線も端子24に対して位置決めされるため、端子24の溶接に対しても生産性の向上とそれに伴う品質の向上が図れる。その後センサリード13は電源リード固定具10の上部溝にはめ込まれ、センサリード固定具11で固定される。最後に電源リード12の芯線を端子24に溶接して電動機の固定子組立として完成する。
【0028】
図4により、固定子の組立方法を総括する。
先ず、電磁鋼板を積層して固定子鉄心2を形成する。そして、一体成形、または、部品の組み付けによりそれぞれの固定子鉄心2のスロットに絶縁部が施される。結線側絶縁部38に端子24を取り付ける。ティースにマグネットワイヤを巻き回し巻線3が形成される。巻線3の端末を端子24に接合することで固定子部1となる。
【0029】
固定子部1とは別に、電源リード12を電源リード配置部品9に取り付けたものを用意し、電源リード配置部品9を固定子部1に取り付ける。電源リード固定具10により、電源リード12を電源リード配置部品9に固定する。
【0030】
さらに、固定子部1とは別に、センサリード13を基板5に取り付け、基板5を基板固定部品14に取り付けたものを用意する。そして、基板固定部品14を固定子部1に反結線側絶縁部6に設けた円柱状に伸びた取付けピン8を用いて組み付け固定する。この際、基板固定部品14の足部20が、反結線側の外周側絶縁の両脇の固定子鉄心部分に組付けられた電源リード配置部品9の取付け足25を押さえる。センサリード固定具11によりセンサリード13を固定する。最後に、電源リード12と端子24を結合することにより電動機の固定子が完成する。
【0031】
上述の実施の形態によれば、電源リード12を電源リード配置部品9により固定子部1の結線側の端子24近傍に引き回すと共に、固定子部1の反結線側に配置された基板固定部品14に、回転検出用素子を実装し、センサリード13を有する基板5を取り付けることにより、端子24周辺のスペースを確保でき、治具・工具等が入り込みやすくなるので、生産性が向上し、それに伴い品質が向上する。
【0032】
また、基板5と基板固定部品14を面取り同士を当接させて位置決めすることで基板5の位置精度が向上する。
【0033】
また、基板固定部品足部15の取付け穴21に、反結線側絶縁部6に設けた円柱状に伸びた取付けピン8を挿入することで、半径方向及び回転方向のガタが減少し、位置決め精度が向上する。
【0034】
また、基板固定部品足部15外側の基板固定部品突起部16が固定子外周の突起7の突起の端面23に当たるまで、基板固定部品足部15の取付け穴21に、反結線側絶縁部6に設けた円柱状に伸びた取付けピン8を挿入することにより、結線側鉄心端面を基準に設置された固定子外周の突起7と基板固定部品14の寸法は鉄心の積み巾のばらつきの影響を受けずに一定となり、結果結線側の鉄心端面に対する軸方向の位置ずれを防止する。
【0035】
また、電源リード配置部品9の結線側絶縁部38側面に対向するリード線ハウジング部30を丸形の蒲鉾形状にすることにより、巻線3の渡り線と接触しても傷がつかない。
【0036】
また、基板固定部品14の足部20で電源リード配置部品9の取付け足25を押さえ位置決めされていることにより、センサリード固定具11の電源リード配置部品9への取付けの際の生産性が向上する。
【0037】
また、電源リード配置部品9により、電源リード12の芯線も端子24に対して位置決めされるため、端子24の溶接に対しても生産性の向上とそれに伴う品質の向上が図れる。
【0038】
実施の形態2.
図5は実施の形態2を示す図で、モールド電動機の断面図である。図に示すように、実施の形態1で示した固定子をモールド31で封入してモールド固定子とし、モールド固定子をロータ、軸受け、軸、及びブラケット等と組み合わせて、モールド電動機として完成させる。
【0039】
実施の形態1で示した品質の良い固定子が使用されることで品質の良いモールド電動機が得られる。但し、固定子の外殻の材料については、必ずしもモールドでなくてもよく、鋼板でもよい。
【0040】
実施の形態3.
図6は実施の形態3を示す図で、空気調和機の構成を示しており、空気調和機の室内機と接続した空気調和機の室外機と、室外機に設けられた送風機を示している。図において、送風機32は、空気調和機の室内機33と接続した空気調和機の室外機34に設けられる。送風機32は、上記実施の形態2で示したモールド電動機、又は鋼板電動機を搭載しており、送風機32及び空気調和機の品質が向上する。
【0041】
【発明の効果】
この発明に係る電動機の固定子は、電源リードを電源リード配置部品により固定子部の結線側の端子近傍に引き回すと共に、固定子部の反結線側に配置された基板固定部品に、回転検出用素子を実装し、センサリードを有する基板を取り付けることにより、端子周辺のスペースを確保でき、治具・工具等が入り込みやすくなるので、生産性が向上し、それに伴い品質が向上すると共に、基板の固定子部に対する位置決め精度の向上、また、電源リード、センサリードの配線及び接続の作業効率の向上により生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1を示す図で、電動機の固定子の斜視図である。
【図2】実施の形態1を示す図で、基板と基板固定部品の取付け前の斜視図である。
【図3】実施の形態1を示す図で、電動機の固定子を構成する各部品の取付け前の斜視図である。
【図4】実施の形態1を示す図で、固定子の組立のフローチャート図である。
【図5】実施の形態2を示す図で、モールド電動機の断面図である。
【図6】実施の形態3を示す図で、空気調和機の構成を示す図である。
【符号の説明】
1 固定子部、2 固定子鉄心、3 巻線、5 基板、6 反結線側絶縁部、7 固定子外周の突起、8 取付けピン、9 電源リード配置部品、10 電源リード固定具、11 センサリード固定具、12 電源リード、13 センサリード、14 基板固定部品、15 基板固定部品足部、16 基板固定部品突起部、17 センサ、18 基板面取り、19 基板固定部品面取り、20 足部、21 取付け穴、22 固定爪、23 突起の端面、24 端子、25 取付け足、26 ハウジング壁、27 ハウジング側突起、28 リード線の芯線、29 巻き付け用突起、30 リード線ハウジング部、31 モールド、32 送風機、33 空気調和機の室内機、34 空気調和機の室外機、36 基板側面爪当たり面、37 基板側面サイド面、38 結線側絶縁部、39 リード台座部、40 基板側面底面、41 実装裏面接触面、42 実装裏面、43 実装面、44 基板の中心線、45 基板固定部品の中心線、46 基板固定部品サイド面、47 基板固定部品底面、48 口出し部。
Claims (24)
- 固定子鉄心に絶縁部を介して巻線を施した固定子部と、
前記固定子部の反結線側に配置され、前記絶縁部に位置決め固定される基板固定部品と、
前記基板固定部品に組み付けられ、位置検出機能を有するセンサを実装し、センサ信号が出力されるセンサリードを有する基板と、
前記固定子部の結線側に設けられ、前記巻線の端末が接続される端子と、
前記固定子鉄心に取り付けられ、電源リードを口出し部において電源リード固定具で挟み込み固定すると共に、前記電源リードを前記口出し部から前記端子の近傍まで引き回す電源リード配置部品と、
前記電源リード配置部品に係合し、前記センサリードを前記口出し部で固定するセンサリード固定具と、
を備えたことを特徴とする電動機の固定子。 - 前記基板の中心線に対して対称に設けられた基板面取りと、前記基板固定部品の中心線に対して対称に設けられた基板固定部品面取りが、互いに当接することで前記基板が前記基板固定部品に対して調心し位置決めされることを特徴とする請求項1に記載の電動機の固定子。
- 前記基板の側面は、基板側面爪当たり面、基板側面サイド面及び基板側面底面を有し、前記基板側面サイド面と前記基板側面底面のコーナの面をとることで前記基板面取りが形成され、
前記基板固定部品の基板固定部品サイド面と基板固定部品底面のコーナの面をとることで前記基板固定部品面取りが形成されることを特徴とする請求項2に記載の電動機の固定子。 - 前記基板固定部品は、前記基板を固定するための固定爪を有し、前記基板側面爪当たり面に前記固定爪が当接して前記基板を軸方向に係止すると共に、前記基板が前記固定爪により前記基板側面底面方向に押さえつけられて、前記基板面取りが前記基板固定部品面取りに当接することを特徴とする請求項3に記載の電動機の固定子。
- 前記基板固定部品は両端部に基板固定部品足部を有し、該基板固定部品足部には取付け穴が穿設され、この取付け穴が反結線側の絶縁部に軸方向に立設された取付けピンに挿入されて、半径方向及び回転方向の位置決めがなされることを特徴とする請求項1に記載の電動機の固定子。
- 前記取付け穴は、少なくとも一方の基板固定部品足部に2ヶ所以上設けたことを特徴とする請求項5に記載の電動機の固定子。
- 前記基板固定部品の取付け穴より張り出した前記取付けピンを融着、もしくは接着により、前記基板固定部品は固定子部に固定されることを特徴とする請求項5に記載の電動機の固定子。
- 前記基板固定部品は両端部に基板固定部品足部を有し、該基板固定部品足部の外側に軸方向の位置決めをするための基板固定部品突起部を設け、絶縁部に一体に結線側から固定子外周に沿って軸方向に設けられた固定子外周の突起に前記基板固定部品突起部が当接することにより、前記基板固定部品の軸方向の位置決めがなされることを特徴とする請求項1に記載の電動機の固定子。
- 前記固定子外周の突起は、結線側の固定子鉄心の端面を基準に設置されることを特徴とする請求項8に記載の電動機の固定子。
- 前記基板固定部品は両端部に基板固定部品足部を有し、該基板固定部品足部を固定子の外周側絶縁間の隙間に嵌め合わせることで、前記基板固定部品が半径方向及び回転方向に位置決めされることを特徴とする請求項1に記載の電動機の固定子。
- 前記電源リード配置部品は、全体が固定子鉄心外周に沿った円弧形状であり、電源リード及びセンサリードをまとめるリード台座部と、電源リードを各相の端子へ分岐させるリード線ハウジング部と、該電源リード配置部品を固定子鉄心に取り付ける取付け足と、を備えたことを特徴とする請求項1に記載の電動機の固定子。
- 前記電源リードの先端は被膜が剥かれ芯線とし、被膜部分は前記電源リード配置部品の各相の端子へ分岐したリード線ハウジング部の溝に嵌め込まれ固定され、芯線はよじられて前記リード線ハウジング部から、前記電源リード配置部品のハウジング側突起を始点にハウジング壁の先端に備わる巻き付け用突起に渡り絡められることを特徴とする請求項11に記載の電動機の固定子。
- 前記電源リード配置部品のハウジング側突起から前記巻き付け用突起への渡りの幅は、端子を溶接する溶接機の電極の幅以上としたことを特徴とする請求項12に記載の電動機の固定子。
- 前記電源リード配置部品の結線側絶縁部側面に対向するリード線ハウジング部は、巻線の渡り線と接触しても傷がつかない丸形の蒲鉾形状としたことを特徴とする請求項11に記載の電動機の固定子。
- 前記基板固定部品に、反結線側の外周側絶縁の両脇の固定子鉄心部分に組付けられた前記電源リード配置部品の取付け足を押さえるための足部を設けたことを特徴とする請求項11に記載の電動機の固定子。
- 前記基板固定部品の足部により位置決めされた前記電源リード配置部品に、センサリード固定具を係合させてセンサリードを固定することを特徴とする請求項15に記載の電動機の固定子。
- 前記センサリードは前記電源リード固定具の上部溝に嵌め込まれ、前記センサリード固定具で固定されることを特徴とする請求項16に記載の電動機の固定子。
- 固定子鉄心に絶縁部を介して巻線を施した固定子部と、位置検出機能を有するセンサを実装し、センサ信号が出力されるセンサリードを有する基板と、この基板を固定し、前記固定子部に取り付けられる基板固定部品とを有する電動機の固定子において、
前記基板の中心線に対して対称に設けられた基板面取りと、前記基板固定部品の中心線に対して対称に設けられた基板固定部品面取りが、互いに当接することで前記基板が前記基板固定部品に対して調心し位置決めされることを特徴とする電動機の固定子。 - 請求項1乃至18の何れかに記載の電動機の固定子を用いたことを特徴とする電動機。
- 請求項1乃至18の何れかに記載の電動機の固定子をモールドで封入してモールド固定子とし、該モールド固定子をロータ、軸受け、軸、及びブラケット等と組み合わせて組み立てることを特徴とするモールド電動機。
- 請求項19に記載の電動機を搭載したことを特徴とする送風機。
- 請求項20に記載のモールド電動機を搭載したことを特徴とする送風機。
- 請求項21又は請求項22に記載の送風機を搭載したことを特徴とする空気調和機。
- 電磁鋼板を積層して固定子鉄心とする工程と、
前記固定子鉄心に絶縁部を形成する工程と、
結線側の絶縁部に端子を取り付ける工程と、
前記絶縁部にマグネットワイヤを巻き付けて巻線を形成する工程と、
前記マグネットワイヤの端末を端子に接合して固定子部を形成する工程と、
電源リードを電源リード配置部品に取り付ける工程と、
前記電源リード配置部品を前記固定子部に取り付ける工程と、
電源リード固定具にて前記電源リードを前記電源リード配置部品に固定する工程と、
センサリードを基板に取り付け、前記基板を基板固定部品に取り付ける工程と、
前記基板固定部品を前記固定子部に組み付け固定する工程と、
センサリード固定具にて前記センサリードを前記電源リード配置部品に固定する工程と、
前記電源リードと前記端子を結合する工程と、
を備えたことを特徴とする電動機の固定子の製造方法。
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