JP2015213414A - 回転機及びそれを用いた電気掃除機 - Google Patents

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Abstract

【課題】品質の安定したタップ出しを行う回転機を提供する。
【解決手段】ステータコア5とステータ巻線6を絶縁する巻枠7は、ステータ巻線6加工の途中で巻線を引き出すタップ出し用ハウジング9aを有し、前記タップ出し用ハウジング9aの外周壁近傍に凹部19を構成するボス18を形成し、ステータ巻線6を前記タップ出し用ハウジング9aの第1切欠部20に配置しかつ前記ボス18の外周壁に沿って折返し前記凹部19に前記ステータ巻線6をからげ配置し、巻線加工を再開し、巻き始め線27を巻き始め線用ハウジング9c内に配置し、電源とブラシユニット10に夫々接続されるタブ8aを有するポークイン端子8を前記タップ出し用ハウジング9a内に打ち込むことにより結線を終了するもので、タップ出し用ハウジング9aではステータ巻線6は巻線テンションにより引っ張られ余分な巻線部が発生せず巻線クズの発生もない。
【選択図】図2

Description

本発明は回転機及びそれを用いた電気掃除機に関するものである。
従来、この種の回転機は、ロータに備えられた整流子と摺接するブラシユニットが備えられており、ブラシユニットにはステータ巻線の一端が接続され、ブラシユニットと整流子を介してロータ巻線とステータ巻線が通電される構成となっている。
回転機の組立作業性等を良くする為に、ステータ巻線の両端にタブ付端子を接続し、一端はブラシユニットに設けられた接続部と、他端は電源と接続する構成になっている(例えば、特許文献1参照)。
このタブ付端子と巻線の接続は溶着や半田付けで行われるが、回転機組立工程での作業性改善のため、近年ではタブ付端子に設けられたスリットに巻線を押し込むことで接続を実現するいわゆるポークイン端子を使用する事が一般的となっている(例えば、特許文献2参照)。
特開2010−142003号公報 特開昭63−92238号公報
しかしながら、上記特許文献2に記載された従来の回転機の構成でステータ巻線のタップ出しを行う場合、巻線加工の途中で巻線を引き出し、ポークイン端子が打ち込まれるタップ出し用ハウジング内に配置したあと再度ハウジング内に配置する必要があるが、一般的なポークイン端子ではスリットが1つしかなく2本の巻線を接続することはできない。
また、スリットが並行に2箇所あり、2本の巻線を接続する特殊なポークイン端子もあるが、高価で大型化する欠点があった。また、2箇所のスリットを通る不要な巻線部はポークイン端子圧入後にカット除去する必要があり、作業工程が増加し、カットクズが発生するという課題があった。
本発明は、上記欠点に鑑みなされたもので、汎用性のある一般的ポークイン端子を使用し、不要巻線カット除去の必要なくタップ出しを行い、安価で巻線カットによる品質不良発生を防止した回転機及び、信頼性の高い電気掃除機を提供することを目的とする。
前記従来の課題を解決するために本発明の回転機は、ステータコアとステータ巻線との間を絶縁する巻枠と、一方に電源と接続するタブを、他方にブラシユニットと接続するタブをそれぞれ有するポークイン端子を有し、前記ブラシユニット内のカーボンブラシと整流子を介してロータ巻線と接続される回転機において、前記巻枠は、前記ステータ巻線加工の途中で巻線を引き出すタップ出し用ハウジングを有し、前記タップ出し用ハウジングには、第1切欠部と第2切欠部と、当該第1切欠部と第2切欠部との間に存在する中央壁部と、が形成されており、前記ステータ巻線は、前記第1切欠部にはめ込まれた後に前記中央壁部の一端で略U字型に折り返され、続いて前記第2切欠部にはめ込まれ、この状態
で、前記ポークイン端子を前記タップ出し用ハウジング内に打ち込むことにより、前記ステータ巻線が前記ポークイン端子に固定される回転機である。
本発明によれば、タップ出し用ハウジングではステータ巻線は巻線テンションにより引っ張られ、余分な巻線部を発生することなくタップ出しが行えるため、不要巻線カット工程が不要で、巻線クズ発生もなく、巻線クズによる巻線傷つけや挟み込みを防止でき信頼性の高い回転機を実現できる。また、汎用タブ付ポークイン端子を使用できるため、安価な回転機を実現できる。
また、本発明の電気掃除機は、上述した回転機を搭載したもので、安価で信頼性の高い電気掃除機を提供できる。
本発明の回転機は、ステータの巻枠に設けられたタブ付のポークイン端子のハウジングの外周部に凹部を設けるという簡単な方法で、特殊な端子を使用することなく、且つ、不要な巻線を切断することなく、タップ出しを行えるため、端子コストアップ防止、巻線材ロス低減、巻線カット工程廃止、巻線カットクズによる品質不良低減が実現でき、安価で高品質な回転機を提供できるもので、この回転機を電気掃除機の搭載することで、同じく安価で高品質の電気掃除機を提供することができる。
本発明の第1の実施の形態における回転機の断面図 同回転機(ステータ巻線は1本で簡易表記、ロータ巻線は省略)の部分斜視図 同回転機のタップ出し用ハウジング部の拡大斜視図 同タップ出し用ハウジングにステータ巻線を取り付けた状態を示す斜視図 本発明の第2の実施の形態における回転機(ステータ巻線は1本で簡易表記)の部分斜視図 本発明の第3の実施の形態における回転機(ステータ巻線は1本で簡易表記)の部分斜視図
第1の発明は、ステータコアとステータ巻線との間を絶縁する巻枠と、一方に電源と接続するタブを、他方にブラシユニットと接続するタブをそれぞれ有するポークイン端子を有し、前記ブラシユニット内のカーボンブラシと整流子を介してロータ巻線と接続される回転機において、前記巻枠は、前記ステータ巻線加工の途中で巻線を引き出すタップ出し用ハウジングを有し、前記タップ出し用ハウジングには、第1切欠部と第2切欠部と、当該第1切欠部と第2切欠部との間に存在する中央壁部と、が形成されており、前記ステータ巻線は、前記第1切欠部にはめ込まれた後に前記中央壁部の一端で略U字型に折り返され、続いて前記第2切欠部にはめ込まれ、この状態で、前記ポークイン端子を前記タップ出し用ハウジング内に打ち込むことにより、前記ステータ巻線が前記ポークイン端子に固定される回転機であり、タップ出し用ハウジングではステータ巻線は巻線テンションにより引っ張られ、余分な巻線部を発生することなくタップ出しが行えるため、不要巻線カット工程が不要で、巻線クズ発生もなく、巻線クズによる巻線傷つけや挟み込みを防止でき信頼性の高い回転機を実現できる。また、汎用タブ付ポークイン端子を使用できるため、安価な回転機を実現できる。
第2の発明は、特に第1の発明の中央壁部に巻線半径以上のR部を設けたもので、ハウジング外周コーナ部で凹部に配置するときにステータ巻線をスムーズに折り返すことが可能となり、より最短距離で巻線を構成することが可能で、信頼性の高い回転機を実現できる。
第3の発明は、特に、第1又は第2の発明のタップ出し用ハウジングの巻線が折り返しからげられるボスの外周端のエッジ部位置を反からげ側の位置よりも中心軸側にシフトしたもので、タップ出し用ハウジングの強度を大きく低下させることなく、ステータ巻線の折り返し位置を軸側へ移動でき、巻線折り返し部が外周側へ突出することなくからげが実現できるため、ステータのブラケットへ圧入する時にハウジングの位置を従来のままでも干渉を防止する事ができる。
第4の発明は、ステータコアとステータ巻線との間を絶縁する巻枠を有し、前記巻枠は角となる4つの領域夫々にスロット部を有し、前記スロット部の内、2つのスロット部間にコアティースを介在させ、且つ前記2つのスロット部は対向しない位置関係にあり、前記2つのスロット部の内一方のスロット部には、巻き始め線を固定するための巻き始め線用ハウジングを形成し、他方のスロット部には、ステータ巻線を固定するためのタップ出し用ハウジングを形成し、前記巻き始め線用ハウジングと同一のスロット部内に、ステータ巻線の巻き終り線を固定するための巻き終り線用ハウジングを形成し、前記巻き始め線用ハウジングから延在するステータ巻線は、前記コアティースに巻かれた後に、前記タップ出し用ハウジングに固定され、続いて、再度前記コアティースに巻かれた後に、前記巻き終り線用ハウジングにて固定されている回転機であり、巻き終り線と巻き始め線がねじれの位置になり、コイル全体でのレアショートを防止できる。またタップ位置がこのクロスオーバー部と逆側に存在するため、クロスオーバー部に影響を与えることなく、最短距離でタップ部の配線が行える。
第5の発明は、ステータコアとステータ巻線との間を絶縁する巻枠を有し、前記巻枠は角となる4つの領域夫々にスロット部を有すると共に、前記角の内隣接する2つの角間にヨーク部を有し、前記スロット部の内、2つのスロット部間にコアティースを介在させ、且つ前記2つのスロット部は対向しない位置関係にあり、前記2つのスロット部の内一方のスロット部には、巻き始め線を固定するための巻き始め線用ハウジングを形成し、他方のスロット部には、ステータ巻線を固定するためのタップ出し用ハウジングを形成し、前記タップ出し用ハウジングに隣接するヨーク部に、巻き終り線を固定するための巻き終り線用ハウジングを形成し、前記巻き始め線用ハウジングから延在するステータ巻線は、前記コアティースに巻かれた後に、タップ出し用ハウジングに固定され、続いて、再度前記コアティースに巻かれた後に、前記巻き終り線用ハウジングにて固定されている回転機であり、巻き終り線は巻き始め線とクロスオーバーしないため、巻線全体でのレアショートを防止できる。また、最短距離でタップ部の配線が行える。
第6の発明は、ステータコアとステータ巻線との間を絶縁する巻枠を有し、前記巻枠は角となる4つの領域夫々にスロット部を有すると共に、前記角の内隣接する2つの角間にヨーク部を有し、前記スロット部の内、2つのスロット部間にコアティースを介在させ、且つ前記2つのスロット部は対向しない位置関係にあり、前記2つのスロット部の内一方のスロット部には、巻き終り線を固定するための巻き終り線用ハウジングを形成し、他方のスロット部には、ステータ巻線を固定するためのタップ出し用ハウジングを形成し、前記タップ出し用ハウジングに隣接するヨーク部に、巻き始め線を固定するための巻き始め線用ハウジングを形成し、前記巻き始め線用ハウジングから延在するステータ巻線は、前記コアティースに巻かれた後に、タップ出し用ハウジングに固定され、続いて、再度前記コアティースに巻かれた後に、前記巻き終り線用ハウジングにて固定されている回転機であり、巻き終り線は巻き始め線とクロスオーバーしないため、巻線全体でのレアショートを防止できる。また、最短距離でタップ部の配線が行える。
第7の発明に係る電気掃除機は、第1〜第6の発明の回転機を搭載したもので、安価で信頼性の高い電気掃除機を提供できる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態における回転機の断面図、図2は、同回転機の部分斜視図(ステータ巻線は1本で簡易表記、ロータ巻線は省略)、図3は、同回転機のタップ出し用ハウジング部の拡大斜視図、同タップ出し用ハウジングにステータ巻線を取り付けた状態を示す斜視図である。
図1〜4において、本実施の形態における回転機30は所謂電動送風機で、電動機部35及び送風部40から構成されている。
先ず電動機部35は、一端側を開口した有底筒状のブラケット1と、その開口した一端側に位置するフレーム2により閉塞されており、内部にステータ3及びロータ4が収納されている。次に送風部40は、前記フレーム2に固定されるディフューザ14と、ロータ4のシャフト15に固定されたファン16と、それらを覆いブラケット1に圧入固定されるファンケース17から構成される。
ステータ3は、積層されたステータコア5の両端部にステータコア5とステータ巻線6を絶縁する巻枠7が設置され、巻枠7を介して巻線加工が施されている。巻枠7にはポークイン端子8を固定するタップ出し用ハウジング9aが設置され、タップ出し用ハウジング9aにはポークイン端子8が挿入されステータ巻線6と接続されている。ポークイン端子8のタブは、一方が電源と接続し、他方はブラケット1の外周側面に取り付けられたブラシユニット10と接続し、ブラシユニット10内のカーボンブラシ11と整流子12を介してロータ巻線13とシリーズに接続される構成となっている。
本実施の形態における回転機30は、図5に示すように、ステータコア5上に巻枠7が形成されており、この巻枠7は、ステータコア5の中央部分を除くようにして、左右両側のステータコア5上に形成されている。更に、図5に示すこの巻枠7の左右両側の辺(直線部分のみ)をヨーク部28と称しており、巻枠7の4つの角の部分を本実施例装置ではスロット部23と称している。尚、このスロット部23は、直線部分であるヨーク部28の一部を含んだ領域である。
図5の右上部分に存在する巻枠7には、タップ出し用ハウジング9aが形成されている。図3は、このタップ出し用ハウジング9aを拡大した斜視図である。図3に示すように、タップ出し用ハウジング9aには、左右両側に垂直に上方へ延びている壁状のボス18が形成されている。この2つのボス18の間には、凹部19が形成されている。
又、この凹部19には図3の上から見た断面が略凹形状である、中央壁部50が形成されている。この中央壁部50と一方のボス18との間には、ステータ巻線6を配置するための第1切欠部20が形成されており、この中央壁部50と他方のボス18との間には、第2切欠部51が形成されている。
図4は、タップ出し用ハウジング9aにステータ巻線6を取り付けた状態を示す斜視図である。ステータ巻線6は、まず第1切欠部20に挿入した後に、中央壁部50のハウジング外周コーナ部21で折り返し、第2切欠部51に挿入される。ここで、ステータ巻線6は、あたかもU字形状となるように折り曲げられている。その後、ポークイン端子8をタップ出し用ハウジング9a内に打ち込むことにより、第1切欠部20に配置されているステータ巻線6が、ポークイン端子8の切り欠き部分(図示せず)に嵌め合わさり、ポークイン端子8とステータ巻線6の結線が終了する。
上記構成により、タップ出し用ハウジング9a部ではステータ巻線6は巻線テンションにより引っ張られ、余分な巻線部を発生することなくタップ出しが行えるため、不要巻線
カット工程が不要で、巻線クズ発生もなく、巻線クズによる巻線傷つけや挟み込みを防止でき信頼性の高い回転機を実現できる。
又、汎用タブ付ポークイン端子を使用できるため、安価な回転機、及びそれを搭載する電気掃除機を実現できる。
また、本実施の形態では、タップ出し用ハウジング9aのステータ巻線6がからげられるハウジング外周コーナ部21とボス18の軸側凹部19を形成するエッジ部に巻線半径以上のR部22を設けている。本構成により、ハウジング外周コーナ部21で凹部19にステータ巻線6を配置するときにステータ巻線6がスムーズに折り返すことが可能となり、より最短距離で巻線を構成することが可能で、信頼性の高い回転機を実現できる。
さらに、本実施の形態では、図3に示されるように、タップ出し用ハウジング9aのステータ巻線6がからげられるハウジング外周コーナ部21の外壁位置を反からげ側の外壁位置よりも中心軸側にステータ巻線6の径と同等以上シフトさせている。
本構成とすることで、タップ出し用ハウジング9aの強度を大きく低下させることなく、ステータ巻線6の折り返し位置を軸側へ移動でき、巻線折り返し部25が外周側へ突出することなくからげが実現できるため、ステータ3のブラケット1へ圧入する時にタップ出し用ハウジング9a位置を従来のままでも干渉を防止する事ができる。
(実施の形態2)
図5は、本発明の第2の実施の形態における回転機の部分斜視図である。尚上記実施の形態1における回転機と同一部品については、同一符号を用いてその説明を省略する。
本実施の形態における回転機は、図5に示されるように、図5左上に存在する巻枠7上、即ち、図5左上に存在するスロット部23の領域に、巻き始め線27を固定するための巻き始め線用ハウジング9cが形成されている。又、巻き始め線用ハウジング9cと同じスロット部23領域内の、ヨーク部28上には、ステータ巻線6の巻き終わり線26を固定するための巻き終わり線用ハウジング9bが形成されている。一方、図5の右上に存在する巻枠7上、即ち、図5右上に存在するスロット部23の領域に、ステータ巻線6を固定するための、タップ出し用ハウジング9aが形成されている。
巻き始め線用ハウジング9cにステータ巻線6の先端である巻き始め線27を固定した後に、ステータ巻線6をスロット部23の壁面に沿って下方に下ろし、続いてそのステータ巻線6をコアティース24の下部分で複数回巻きつけ、その後、タップ出し用ハウジング9a近傍のスロット部23の壁面に沿って下から上に上げるように配置する。続いて、先ほど説明した順序により、ステータ巻線6をタップ出し用ハウジング9aに固定する。その後、ステータ巻線6を、ヨーク部28上面と略同じ平面上でコアティース24に向けて延在させ、再度コアティース24の上部分で複数回巻きつけ、ヨーク部28上面と略同じ平面上でコアティース24から巻き終わり線用ハウジング9bに向けて延在させ、最後にステータ巻線6を巻き終わり線用ハウジング9bに固定する。
上記構成により、巻き始め線27と巻き終わり線26がクロスすることなくステータ巻線6を配置することが可能であり、タップ部は巻き終わり線26より高く位置することからクロスオーバーすることがないため、巻線全体でのレアショートを防止できる。又、タップ位置がこのクロスオーバー部と逆側に存在するため、クロスオーバー部に影響を与えることなく、最短距離でタップ部の配線が行える。
(実施の形態3)
図6は、本発明の第3の実施の形態における回転機の部分斜視図である。尚、上記実施
の形態における回転機と同一部品については、同一符号を用いてその説明を省略する。
本実施の形態における回転機は、図6に示されるように、ステータ巻線6の巻き始め線用ハウジング9cを図6の左上に位置するスロット部23の領域に配置し、図6右上に存在するスロット部23の領域にタップ出し用ハウジング9aを形成している。又、図6右下に存在するヨーク部28上に、ステータ巻線6の巻き終わり線26を固定するための巻き終わり線用ハウジング9bが形成されている。
巻き始め線用ハウジング9cから延びているステータ巻線6は、図6右上のスロット部23領域の壁面部分で下方に伸びており、ステータ巻線6はコアティース24の下部分で複数回巻きつけられている。続いて、ステータ巻線6は上方に立ち上がり、ヨーク部28上面と略同一平面上で巻き終わり線用ハウジング9bに向けて延在している。このように、
巻き始め線27と巻き終わり線26がクロスオーバーしないためコイル全体でのレアショートを防止できる。又、最短距離でタップ部の配線が行える。
尚、実施の形態3に関して以下の構成としても良い。例えば、図6の示す巻き終わり線用ハウジング9bの位置に、巻き始め線用ハウジング9cを配置し、一方、巻き始め線用ハウジング9cの位置に、巻き終わり線用ハウジング9bを配置する構成としても良い。
尚、上記実施の形態において、説明上、巻き始め巻き終りと言う表現を使用しているが、逆の巻き方をしても電気的に同じなので問題はなく、上記実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
また、上記実施の形態における回転機30を電気掃除機(図示せず)に搭載することにより、安価で信頼性の高い電気掃除機を提供できる。
以上のように、本発明にかかる回転機は、ステ−タ巻枠に設けられたハウジング形状の外周部に凹部を設けるという簡単な方法で、特殊な端子を使用することなく、且つ、不要巻線部発生なくタップ出しを行える。よって、安価で高品質な回転機、及びそれを搭載する電気掃除機を実現できる。又、本発明は電気掃除機用の電動送風機だけでなく、ステータに巻線を施す構成であれば、電動機であっても、発電機であっても適用が可能である。
1 ブラケット
2 フレーム
3 ステータ
4 ロータ
5 ステータコア
6 ステータ巻線
7 巻枠
8 ポークイン端子
8a タブ
9a タップ出し用ハウジング(ハウジング)
9b 巻き終わり線用ハウジング(ハウジング)
9c 巻き始め線用ハウジング(ハウジング)
10 ブラシユニット
11 カーボンブラシ
12 整流子
13 ロータ巻線
14 ディフューザ
15 シャフト
16 ファン
17 ファンケース
18 ボス
19 凹部
20 第1切欠部
21 ハウジング外周コーナ部
22 R部
23 スロット部
24 コアティース
25 巻線折り返し部
26 巻き終わり線
27 巻き始め線
28 ヨーク部
50 中央壁部
51 第2切欠部

Claims (7)

  1. ステータコアとステータ巻線との間を絶縁する巻枠と、一方に電源と接続するタブを、他方にブラシユニットと接続するタブをそれぞれ有するポークイン端子を有し、前記ブラシユニット内のカーボンブラシと整流子を介してロータ巻線と接続される回転機において、前記巻枠は、前記ステータ巻線加工の途中で巻線を引き出すタップ出し用ハウジングを有し、
    前記タップ出し用ハウジングには、第1切欠部と第2切欠部と、当該第1切欠部と第2切欠部との間に存在する中央壁部と、が形成されており、
    前記ステータ巻線は、前記第1切欠部にはめ込まれた後に前記中央壁部の一端で略U字型に折り返され、続いて前記第2切欠部にはめ込まれ、
    この状態で、前記ポークイン端子を前記タップ出し用ハウジング内に打ち込むことにより、前記ステータ巻線が前記ポークイン端子に固定される回転機。
  2. 前記中央壁部に巻線半径以上のR部を設けた請求項1に記載の回転機。
  3. タップ出し用ハウジングの巻線が折り返しからげられるボスの外周端のエッジ部位置を反からげ側の位置よりも中心軸側にシフトした請求項1又は2に記載の回転機。
  4. ステータコアとステータ巻線との間を絶縁する巻枠を有し、
    前記巻枠は角となる4つの領域夫々にスロット部を有し、
    前記スロット部の内2つのスロット部間にコアティースを介在させ、且つ前記2つのスロット部は対向しない位置関係にあり、
    前記2つのスロット部の内一方のスロット部には、巻き始め線を固定するための巻き始め線用ハウジングを形成し、他方のスロット部には、ステータ巻線を固定するためのタップ出し用ハウジングを形成し、
    前記巻き始め線用ハウジングと同一のスロット部内に、ステータ巻線の巻き終り線を固定するための巻き終り線用ハウジングを形成し、
    前記巻き始め線用ハウジングから延在するステータ巻線は、前記コアティースに巻かれた後に、前記タップ出し用ハウジングに固定され、続いて、再度前記コアティースに巻かれた後に、前記巻き終り線用ハウジングにて固定されている回転機。
  5. ステータコアとステータ巻線との間を絶縁する巻枠を有し、
    前記巻枠は角となる4つの領域夫々にスロット部を有すると共に、前記角の内隣接する2つの角間にヨーク部を有し、
    前記スロット部の内2つのスロット部間にコアティースを介在させ、且つ前記2つのスロット部は対向しない位置関係にあり、
    前記2つのスロット部の内一方のスロット部には、巻き始め線を固定するための巻き始め線用ハウジングを形成し、他方のスロット部には、ステータ巻線を固定するためのタップ出し用ハウジングを形成し、
    前記タップ出し用ハウジングに隣接するヨーク部に、巻き終り線を固定するための巻き終り線用ハウジングを形成し、
    前記巻き始め線用ハウジングから延在するステータ巻線は、前記コアティースに巻かれた後に、タップ出し用ハウジングに固定され、続いて、再度前記コアティースに巻かれた後に、前記巻き終り線用ハウジングにて固定されている回転機。
  6. ステータコアとステータ巻線との間を絶縁する巻枠を有し、
    前記巻枠は角となる4つの領域夫々にスロット部を有すると共に、前記角の内隣接する2つの角間にヨーク部を有し、
    前記スロット部の内2つのスロット部間にコアティースを介在させ、且つ前記2つのスロ
    ット部は対向しない位置関係にあり、
    前記2つのスロット部の内一方のスロット部には、巻き終り線を固定するための巻き終り線用ハウジングを形成し、他方のスロット部には、ステータ巻線を固定するためのタップ出し用ハウジングを形成し、
    前記タップ出し用ハウジングに隣接するヨーク部に、巻き始め線を固定するための巻き始め線用ハウジングを形成し、
    前記巻き始め線用ハウジングから延在するステータ巻線は、前記コアティースに巻かれた後に、タップ出し用ハウジングに固定され、続いて、再度前記コアティースに巻かれた後に、前記巻き終り線用ハウジングにて固定されている回転機。
  7. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の回転機を搭載した電気掃除機。
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