JP2006340600A - 電動機の固定子 - Google Patents

Abstract

【課題】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、コスト低減ができると共に、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を図ること。
【解決手段】固定子部と、基板固定部品と、取付けピンと、位置検出機能を有するセンサを実装した基板と、固定子部の結線側に設けられた端子と、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、基板の中心線に対して対称に設けられた基板面取りと、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基板が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。
【選択図】図２

Description

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に関するものである。

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。
特開平１０−２８３４７号公報 特開昭６１−１８９１６０号公報 特開２００２−１６５４１２号公報 特開２００１−１７８０６２号公報 特開２００２−１１２５１６号公報

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。

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。

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、取付け穴が穿設された基板固定部品足部を有し、絶縁部に位置決め固定される基板固定部品と、基板固定部品足部の取付け穴に挿入される、反結線側の絶縁部に軸方向に立設された取付けピンと、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、センサリードを前記口出し部で固定するセンサリード固定具とを備え、基板の中心線に対して対称に設けられた基板面取りと、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基板が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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。 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。 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。 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。 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。 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 (2)

1. 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、取付け穴が穿設された基板固定部品足部を有し、前記絶縁部に位置決め固定される基板固定部品と、
   前記基板固定部品足部の取付け穴に挿入される、反結線側の前記絶縁部に軸方向に立設された取付けピンと、
   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、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。
2. 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、
   前記基板固定部品に設けられ、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足部と、
   を備え、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。

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