JP2010142003A - 整流子電動機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】導通板20のベース27の先端に接続部29を形成する。接続部29は、ベース27の長さ方向に切り込まれた2本の切断線51で挟まれた領域が切り起こされた切り起こし片52を有する。切り起こし片52とベース27との間で、第1タブ端子を弾力的に挟持する構造を有する。
【選択図】図17
Description
この構成の一例は、特許文献1に記載のように、タブ端子先端が約90°曲げられ、そのタブ端子にブラシ側に備えられた導通板が接触して接続される構造となっている。
一方、別の接続構造としては、たとえばタブ端子のタブを曲げずに垂直のままとし、ブラシを保持するブラシホルダの回転方向側面に導通板を内蔵して、タブ端子と接触させる構造もある。しかし、この接続構造の場合も、特許文献1の場合と同様に、導通不良を招くおそれがある。また、ステータ圧入角度の変化に対応できないため、製造時のばらつきやステータ圧入角度変更(電気角変更)による入力調整ができないといった課題も存在する。
この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、ブラシ側に備えられた導通板と、ステータ巻線側に備えられたタブ端子とを、簡単にかつ確実に接続する接続構造を有する整流子電動機を提供することを主たる目的とする。
請求項5記載の発明は、前記導通板は、ベース後端に幅広部を有し、前記ホルダに形成された導通板用貫通孔の挿入側には、挿入方向に貫通孔の一部側壁が除かれ、前記ベースの幅よりも広くかつ前記幅広部の幅よりも狭い開放部が形成されていることを特徴とする、請求項3または4記載の整流子電動機である。
請求項7記載の発明は、前記導通板は、材料として燐青銅が使用されていることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の整流子電動機である。
請求項9記載の発明は、前記ブラシスリーブの切り起こし片は、前記第1タブ端子と接触する形状とされていることを特徴とする、請求項8記載の整流子電動機である。
請求項11記載の発明は、前記第1タブ端子は、前記装着部として、側辺同士が互いに直角につながった第1面板および第2面板を有し、第1面板または第2面板に、前記ロータの配設方向と反対方向に切り起こされて折り返されたステータ巻線の一端を挟持して接続するための切り起こし片が形成されていることを特徴とする、請求項10記載の整流子電動機である。
請求項13記載の発明は、前記第1タブ端子および第2タブ端子は、前記コアインシュレータの端子台に対し、タブの方向が互いに90°異なる方向を向くように装着されており、前記ステータ巻線の一端および他端は、互いに交差しないようにして前記第1タブ端子および第2タブ端子に接続されていることを特徴とする、請求項12記載の整流子電動機である。
請求項15記載の発明は、前記平面視略L字状の装着溝の両端部には、溝幅よりも広いバリ逃がし空隙が設けられていることを特徴とする、請求項14記載の整流子電動機である。
請求項2記載の発明によれば、導通板の切り起こし片を、基部を中心とする板ばね状態とすることができる。しかも切り起こし片の先端開放側がブラシスリーブの側面により押さえられることにより、切り起こし片の先端開放側が支点となってその途中部の凸湾曲状部を弾性的にタブ端子と接触させ、電気的・機械的に確実な接続構造を達成できる。
請求項3記載の発明によれば、ホルダに形成されたスリーブ用貫通孔および導通板用貫通孔は、接続溝で連通されているため、ホルダをたとえば樹脂で射出成形する場合に、金型の構造を簡易化でき(スリーブ用貫通孔および導通板用貫通孔のためのピンを別々に設ける必要がなく、ピンの一体化ができるので、金型を簡易化できる。)、金型の強度を向上させ、ホルダの製造コスト、ひいては整流子電動機の製造コストを低減できる。
さらに、ホルダにブラシスリーブを挿入する作業および導通板を挿入する作業がやり易くなり、ブラシユニットおよび整流子電動機の組立作業性の向上が図れる。
請求項5記載の発明によれば、導通板をホルダに形成された導通板用貫通孔に挿入する際に、挿入がし易く、組立性が向上する。また、ホルダに導通板を挿入したときには、ホルダに対して導通板が確実に係止され、ホルダと導通板とのがたつきや、導通板がホルダから抜け出るのを防止することができる。
請求項9記載の発明によれば、ブラシスリーブの切り起こし片が第1タブ端子と接触するため、仮に導通板とタブ端子との接触が悪化した場合でも、ブラシスリーブの切り起こし片を通じて、ブラシと第1タブ端子との導通路を確保することができる。すなわちブラシとステータ巻線の一端との接続において、フェールセーフ構造を取り入れることができる。
請求項11記載の発明によれば、第1タブ端子には、切り起こされ、折り返えされた折り返し片が備えられているので、ステータ巻線の一端を確実にかつ良好に接続することができる。
請求項13記載の発明によれば、ステータ巻線の巻き終わりを最短距離でタブ端子に接続でき、ステータ巻線両端部がいわゆるクロスオーバーすることを避けることができる。また、巻線量の削減を図ることができる。これにより、電動機のコストダウン、銅損の低減を実現できる。
図1は、一実施形態に係る電動送風機1を斜め後方から見た斜視図である。この電動送風機1にはこの発明の一実施形態に係る整流子電動機が組み込まれている。図において、2は電動送風機1の外形を形成しているケーシングである。ケーシング2には電動機の外側を覆っているブランケット3、送風羽根4の外側を覆っているファンケース5が含まれている。ブランケット3にはブラシユニット6が取り付けられている。ブラシユニット6の一部はブランケット3から外方へ突出している。ブランケット3にブラシユニット6の取付孔(図示せず)が形成されていて、ブラシユニット6はブランケット3の外側から取付孔に嵌め込まれることにより取り付けられる構造となっている。かかる構造としたのは、ブラシユニット6をブランケット3に対して取り外し可能とし、ブラシユニット6のメンテナンス等を行い易くしたためである。
図2は、電動送風機1の平面図である。ブランケット3の後方寄り周面(図において上側)において、左右にそれぞれブラシユニット6が取り付けられている。
なお、ファンケース5の前面側(図において下側)には吸込口9を形成する吸込口ハウジング10が一体的に備えられている。
図4は、電動送風機1に内蔵された整流子電動機の構成要素を取り出して描いた斜視図である。図4は、図1に示す電動送風機1における整流子電動機の構成要素主要部を示す斜視図である。
なお、図4では、手前側に図示されたブラシユニット6では、ブラシスリーブ19および導通板20の構成および配置を示すために、ブラシホルダ18およびブラシスリーブ19内に収容されたブラシの図示が省略されている。
そして、2つの端子台21には、それぞれ第1タブ端子23が装着されており、もう2つの端子台22には第2タブ端子24が装着されている。
なお、図4において、25は回転軸7の前方側を回転自在に保持するベアリングである。
また、右側のブラシユニット6において、端子台21に装着された第1タブ端子23と導通板20との接続構造が示されている。導通板20は、ベース27および後方板28を有し、ベース27の先端に接続部29が形成されている。そして接続部29によって第1タブ端子23のタブ30が挟持され、導通板20と第1タブ端子23との電気的・機械的接続が達成されている。
また、端子台21に装着された第1タブ端子23および端子台22に装着された第2タブ端子24の構成がわかり易く示されている。
図7は、ステータ14におけるステータ巻線の巻回構造と、ステータ巻線の両端部のタブ端子への接続構造とを説明するための図であり、ステータ14を後方側から見た背面図である。
ステータ巻線31の巻回の仕方について説明すると、ステータ巻線の一端31A側が巻き始めの一端となり、左上の巻回領域に紙面の手前から奥側へ電線が巻かれて右上の巻回領域では紙面奥側から紙面手前側へと電線が巻かれ、さらに右上の巻回領域から手前側を通って左上の巻回領域へと電線が巻かれていく。そしてステータ巻線31の巻き終わりの他端31Bは、右上の巻回領域において紙面奥側から紙面手前側へと延び、巻き終わりの他端31Bは、右上の巻回領域に隣接して設けられた第2タブ端子24と電気的・機械的に接続される。一方、巻き始めの一端31Aは第1タブ端子23と機械的・電気的に接続される。
下方側のステータ巻線31の接続構造も同様の構造がとられているが、図示の都合上、ステータ巻線31の一端および他端の図示は省略されている。
図9は、図8に示すコアインシュレータ17を図8の右方向から見た平面図(電動送風機1に組み込まれた状態において、電動送風機1の前後左右方向で特定する場合は、背面方向から見た図である。)である。図9に示すように、各端子台21,22には、それぞれ、端子を差し込むための装着溝34が形成されている。各装着溝34の形状は等しく、その向きが90°ずつ変えられている。装着溝34は、コアインシュレータ17が射出成形される際に、コアインシュレータ17の金型に突設された金型ピンにより形成される。
装着溝34を、バリ逃がし用空隙37および肉逃がし用空隙38を備えた溝とすることにより、装着溝34を形成するための金型ピンが、装着溝35のみを形成する薄いL字状のピンではなく、その両端にバリ逃がし用空隙37を形成する膨出部およびその中央部に肉逃がし空隙38を形成する突出部を有する金型ピンとすることかできる。よって、金型ピンが折れにくく、装着溝34を有する端子台21を製造し易いという利点を有する。つまりコアインシュレータ17の射出成形において、ピン折れ等に伴う不良品の発生率が少なく、製造効率が向上する。
第1タブ端子23には、上下方向に長手の第1面板41と、第1面板41の上下方向に延びる長手の一方側辺と直角につながった第2面板42とを有している。さらに第1面板41の上端辺が直角に折り曲げられて形成されたタブ43が備えられている。これら第1面板41、第2面板42およびタブ43は、1枚の金属板がくり抜かれ、そのくり抜かれた部材が折り曲げられて構成されている。
さらに、第1面板41には、上下方向2本の切断線が入れられ、その切断線間の下方部が切断されて、切り起こし片44が形成されている。切り起こし片44はその上部45を基部として上方へ折り返されている。
図12は、第1タブ端子23の側面図である。図12において、第1面板41および第2面板42の下方部のグレーに着色した部分が、端子台21の装着溝34へ差し込まれる装着部である。第1タブ端子23とステータ巻線の一端31Aの接続は、次のようになされる。すなわち、ステータ巻線の一端31Aが切り起こし片44と第1面板41との間に挟持され、この状態で第1面板41、ステータ巻線の一端31Aおよび切り起こし片44が一体的に溶着または半田付けされる。このようにステータ巻線の一端31Aは第1面板41と切り起こし片41とに挟持されるように接続されるので、ステータ巻線の一端31Aと第1タブ端子23との電気的・機械的接続を確実にかつ強固にすることができる。
図13は、第1タブ端子の変形例を示す斜視図であり、図11と同じ方向から見た図が示されている。
また、抜け止め防止用の小突起46は、第1面板41の外側側辺にも形成されている。
図11、図12および図13では、第1タブ端子23または23′の構成を説明したが、第2タブ端子24も第1タブ端子23または23′と同じ構成をしている。
また、図11および図12では、第1タブ端子23は、第1面板41の幅W1が、第2面板42の幅W2よりも大きな構成とし、第1面板41に切り起こし片41が形成された例を説明した。
図14は、ブラシユニット6単体の斜視図である。ブラシユニット6には、既に説明したように、ブラシホルダ18、ブラシスリーブ19およびブラシ26が含まれている。ブラシホルダ18はたとえば樹脂成形品であり、絶縁体である。ブラシスリーブ19はたとえば黄銅で形成された低抵抗率の良導体である。ブラシ26はたとえばカーボンで構成された長手棒状の良導体である。
図15は、ブラシユニット6単体を前方側(ブラシ26の先端面26A側)から見た平面図である。図15に示すように、ブラシユニット6には、ブラシスリーブ19に隣接して導通板20が保持されている。導通板20も、ブラシホルダ18に形成された挿入孔に挿入されている。
導通板20は、ブラシホルダ18に保持された際に、ブラシスリーブ19の長さ方向にブラシスリーブ19と平行に延びる略長方形状のベース27を有する。ベース27の後端は、略直角に折り曲げられ、ブラシ26の長手方向後端面と対向する後方板28となっている。
接続部29は、かかる構成であるから、切り起こし片52およびベース27の先端部によって、特にコンタクト部54とベース27先端とによって、確実に第1タブ端子23のタブ30を挟持することができる。
さらに、導通板20は、ベース27の後端に幅広部60が備えられている。幅広部60はベース27の幅よりも側方へ張り出した張り出し部である。幅広部60は導通板20がブラシホルダ18の導通板用貫通孔182に挿入された際に、ブラシホルダ18に形成された嵌合溝に嵌め込まれ、ブラシホルダ18に対して導通板20が確実に取り付けられた状態を維持するためのものである。
なお、ブラシスリーブ19の後端上面には、ブラシホルダ18に対してブラシスリーブ19が先方側へ移動するのを阻止するためのストッパとして機能する折り曲げ突片65が形成されている。
ブラシホルダ18によってブラシスリーブ19および導通板20が保持された状態では、導通板20のベース27はブラシスリーブ19の下側面66と所定の間隔をあけて平行に延びた状態となる。また、導通板20の後方板28はブラシスリーブ19の後端68よりも後方に所定間隔隔てて対向した状態を維持する。そしてブラシスリーブ19の下側面66に形成された切り起こし片64は、導通板20のベース27先端部の接続部29よりも先端寄り(整流子寄り)の位置に存在している。
ベース106の後端には、ベース106に対して直角に折れ曲がり、上方へ延びる後方板115が設けられている。後方板115はブラシの後端面と所定の間隔を開けて対向する。後方板115の上縁には、前方に突出し、ベース106と略平行に延びる突出アーム116が一体形成されている。そして突出アーム116の先端は、下方に向かって折り曲げられ、係止片117が形成されている。
なお、ブラシスリーブ101が後方へ移動しないように、ストッパ片104がブラシスリーブ118の上面先端121と係合している。
図24は、ブラシホルダ118に保持されたブラシスリーブ101および導通板105を前後方向に切断した縦断面図であり、併せて、端子台121に装着されたタブ端子122のタブ123が接続部107で挟持された状態が示されている。
図26は、変形例にかかるコアインシュレータ130′であり、図25のコアインシュレータ130との違いは、第1受けリブ135の内方寄り外側がテーパ面135aとされていることである。これにより、第1受けリブ135により受け止められるステータ巻線に傷がつくおそれをなくし、より良好なコアインシュレータ130′とすることができる。
6 ブラシユニット
11 整流子電動機
12 整流子
13 ロータ
14 ステータ
15 ステータコア
16、17 コアインシュレータ
18 ブラシホルダ
19 ブラシスリーブ
20 導通板
21、22 端子台
23 第1タブ端子
24 第2タブ端子
26 ブラシ
27 ベース
28 後方板
29 接続部
30 タブ
31 ステータ巻線
34 装着溝
37 バリ逃がし用空隙
38 肉逃がし空隙
41 第1面板
42 第2面板
43 タブ
44 切り起こし片
52 切り起こし片
53 基部
54 コンタクト部
59 切り起こし片
60 幅広部
61 折り曲げ片
84 ピグテール
Claims (15)
- 整流子を有するロータと、
ステータコア、コアインシュレータおよびコアインシュレータを介してステータコアに巻回されたステータ巻線を有し、巻線の一端が接続される第1タブ端子および巻線の他端が接続される第2タブ端子を装着するための端子台がコアインシュレータに形成されているステータと、
長手方向先端面が前記整流子に摺接する長手棒形状のブラシ、このブラシの長手方向周囲を囲むようにブラシを収容する筒状のブラシスリーブ、このブラシスリーブの長手方向に平行に延び、その先端に前記第1タブ端子との接続部が形成されたベースおよびベースの後端が略直角に折り曲げられ、前記ブラシの長手方向後端面と対向する後方板を有する導通板、前記ブラシの長手方向後端面と導通板の後方板との間を電気的に接続するピグテール、ならびに、ブラシスリーブおよび導通板を保持するホルダ、を含むブラシユニットと、
を備える整流子電動機において、
前記導通板のベースの先端に形成された接続部は、ベースの長さ方向に切り込まれた2本の切断線で挟まれた領域が切り起こされた切り起こし片を有し、この切り起こし片とベースとの間で前記第1タブ端子を弾力的に挟持する構造を有することを特徴とする、整流子電動機。 - 前記切り起こし片は、ベースの長さ方向に見て、先方側を基部にして後方側が切り起こされてかつ先方側へ折り返されており、
前記基部は円弧状に所定の曲率半径を有しており、
前記切り起こし片の長さ方向途中部はベース側に向かって凸湾曲状に曲成され、前記切り起こし片の先端はベース側から離れる方向に湾曲されていて、前記ブラシスリーブの側面に接していることを特徴とする、請求項1記載の整流子電動機。 - 前記ホルダには、前記ブラシスリーブが挿入されるスリーブ用貫通孔と、前記導通板のベースが挿入される導通板用貫通孔とが隣接して形成されており、
前記スリーブ用貫通孔および導通板用貫通孔は、挿入側の入口近傍を除き、各孔の幅よりも狭く、かつ、前記切り起こし片の幅とほぼ等しい幅の接続溝によって連通されていることを特徴とする、請求項1または2記載の整流子電動機。 - 前記導通板のベースには、後端近傍に、後方が立ち上がるように傾斜した切り起こし片が形成されていることを特徴とする、請求項3記載の整流子電動機。
- 前記導通板は、ベース後端に幅広部を有し、
前記ホルダに形成された導通板用貫通孔の挿入側には、挿入方向に貫通孔の一部側壁が除かれ、前記ベースの幅よりも広くかつ前記幅広部の幅よりも狭い開放部が形成されていることを特徴とする、請求項3または4記載の整流子電動機。 - 前記導通板は、後方板の自由端縁が略直角に前方側に向かって折り曲げられた折り曲げ片を有し、
前記ホルダには、前記折り曲げ片が嵌め込まれる受け入れ溝が形成されていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の整流子電動機。 - 前記導通板は、材料として燐青銅が使用されていることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の整流子電動機。
- 前記ブラシスリーブには、前記ホルダに保持された状態において、前記導通板のベースと対向する面に、前記ベースに形成された接続部よりも整流子寄りの位置に、先方側から後方側に向かって斜めに外方へ立ち上がった切り起こし片が形成されていることを特徴とする、請求項1記載の整流子電動機。
- 前記ブラシスリーブの切り起こし片は、前記第1タブ端子と接触する形状とされていることを特徴とする、請求項8記載の整流子電動機。
- 前記第1タブ端子は、長さ方向に直交方向の断面形状が略L字状の装着部と、この装着部の先端に、装着部の一部が略直角に折り曲げられて形成された前記導通板の接続部が接続されるタブと、を有することを特徴とする、請求項1記載の整流子電動機。
- 前記第1タブ端子は、前記装着部として、側辺同士が互いに直角につながった第1面板および第2面板を有し、
第1面板または第2面板に、前記ロータの配設方向と反対方向に切り起こされて折り返されたステータ巻線の一端を挟持して接続するための切り起こし片が形成されていることを特徴とする、請求項10記載の整流子電動機。 - 前記第2タブ端子は、前記第1タブ端子と同様の構造を有することを特徴とする、請求項10または11記載の整流子電動機。
- 前記第1タブ端子および第2タブ端子は、前記コアインシュレータの端子台に対し、タブの方向が互いに90°異なる方向を向くように装着されており、
前記ステータ巻線の一端および他端は、互いに交差しないようにして前記第1タブ端子および第2タブ端子に接続されていることを特徴とする、請求項12記載の整流子電動機。 - 前記コアインシュレータの端子台には、前記第1タブ端子および第2タブ端子の装着部を差し込むための平面視略L字状の装着溝が形成されており、
前記略L字状の溝の一方直線部には、他方の溝の直線部長さとほぼ同じ厚みの肉逃がし空隙が設けられていることを特徴とする、請求項13記載の整流子電動機。 - 前記平面視略L字状の装着溝の両端部には、溝幅よりも広いバリ逃がし空隙が設けられていることを特徴とする、請求項14記載の整流子電動機。
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