JP3619089B2 - 電動送風機及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気掃除機や電動工具等の回転電器に使用される電動送風機、及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図16は実開昭57−27840号に示された従来の電動送風機を示す半断面側面図、図17は従来の電動送風機の固定子の平面図、図18は図17におけるA側から見た要部を示す図、図19は従来の電動送風機の動作を説明する図で図17における上半分に相当する図である。
【0003】
図において、1は略円筒形状のフレ−ム、2は固定子、2aは固定子コイル、2bは固定子コア、2cは固定子コア2bにおける軸心方向端面部、3は回転子、3aは回転子コイルであり、固定子2が回転子3を囲むようにフレ−ム1内に収納されている。回転子3の一端側にはコンミュテ−タ4が設けられ、他端側にはファン5が取り付けられている。固定子2の固定子コイル2aは、固定子コア2bからこの固定子コア2bの軸心方向に延出された絶縁性の巻枠6を介して、固定子コア2bの軸心方向両端面部2cから適当な間隙を有することができるように巻き回されている。7は固定子コイル2aへの給電用端子である。
【0004】
コンミュテ−タ4に対しては、フレ−ム1にラジアル方向から挿入、固定されたブラシホルダ−8に摺動可能に装着されたカ−ボンブラシ9がコイルばね10の弾力により逐次、連続的に摺接されている。一方、フレ−ム1のファン5に対向した端部には吸気孔11が設けられ、同フレ−ム1のコンミュテ−タ4近傍の側部及び天面部には排気孔12が設けられている。
【0005】
また、図17、図18に示すように、コンミュテ−タ4と対向した側の固定子コイル2aの内側部に樹脂製の絶縁性を有する遮蔽板14を配置し、この遮蔽板14と固定子コア2bの軸心方向端面部2cとの間に間隙部15を設けている。この遮蔽板14の大きさ(面積)は図18に示すように固定子コイル2aの内側面積とほぼ同一であり、固定子コイル2aと巻枠6との間に挟み込み、両者によって挟持されている。さらに、固定子コイル2aと固定子コア2bとの間には絶縁シ−ト16が介在している。
【0006】
従来の固定子コイル2aの巻線は次のように行われる。まず、間隙部15に固定子コア2bを巻線機に固定する部品が挿入される。次に固定子コア2bの内側に巻線案内治具をセットし、その治具形状に沿って、フライヤ−巻線を行う。巻線をする際、巻線案内治具と固定子コイル2aの間に遮蔽板14が挟持される格好となり、固定子コイル2aは図17に示すように遮蔽板14に密着して巻かれる。
【0007】
次に図19を用いて従来の電動送風機の動作を説明する。カ−ボンブラシ9からの給電により電動送風機が始動すると、カ−ボンブラシ9の摺動摩耗が生じ、そのカ−ボン微粉末がコンミュテ−タ4の回転によって周囲に飛散する。そして、コンミュテ−タ4側の固定子コイル2aはコンミュテ−タ4のごく近傍にあるため、固定子コイル2aの内側部に対しては、コンミュテ−タ4から多量のカ−ボン微粉末が直進的に飛んでくる。しかし、遮蔽板14がカ−ボン微粉末の固定子コイル2aへの付着を遮断し、フレ−ム1内部に浮遊するカ−ボン微粉末は間隙部15などを利用して、電動送風機内の空気流に搬送されて、排気孔12から外部に排出される。そのため、固定子コイル2aの内側部にカ−ボン微粉末が付着しにくく、カーボンブラシ9の寿命終了時に近い時点に至っても固定子コイル2aと固定子コア2b間の絶縁不良を招きにくい。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
最近の電気掃除機等に用いられる電動送風機は、小型・大容量化の傾向を示し、それに使用される回転子、固定子についても小型化・高効率化・高出力化が求められている。そのため、固定子コイル2aの電線径を太線化し、巻径ができるだけ小さくなるようにテンションを掛けながらスロット内に無理やり巻き付けるようになってきており、従来のように遮蔽板14に密着して固定子コイル2aを巻き付ける構成では、巻線後、巻線案内治具をリセットした際、固定子コイル2aの巻圧力に遮蔽板14が負けて、回転子3側に倒れこみ、後工程で回転子3が挿入できないという不具合が発生した。電線径の太線化を進める際、固定子コア2bのスロット内に整列して巻線するのが理想であるが、固定子コアを分割できない限り整列巻は難しいと考えられる。また、遮蔽板14を厚くしたり補強したりすることによって強度を増す工夫を行っても、磁極部歯部の厚さ以上には厚くできない。
また、従来の遮蔽板14と固定子コア2bの軸心方向端面部2cとの間に形成された間隙部15では、その空間が小さすぎて、カーボン微粉末が通過する風路として、その効果を得ることは難しかった。ここで、この間隙部15を大きくすると、遮蔽板14の剛性を弱くしてしまうという問題があった。
【0009】
この発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、カ−ボン微粉末による絶縁不良対策、他部品との絶縁距離不足対策と合わせて、巻径が小さく巻けるようテンションを掛けて巻いても遮蔽板に巻圧力を掛けないような構造の電動送風機を得ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明は、フレーム内に収納された固定子及び回転子と、前記回転子の一端側に設けられたコンミュテータと、前記回転子の他端側に設けられたファンと、固定子コアの内側に設けられた絶縁シートと、前記固定子の少なくとも前記コンミュテータに対向する側の固定子コイルの内側にこの固定子コイルとの間に隙間を有するように設けられた遮蔽板とを備え、前記絶縁シートと前記遮蔽板とは一体成形され、前記遮蔽板の中央部に前記固定子コイルが露出する分離部を設けたものである。
【0011】
フレーム内に収納された固定子及び回転子と、前記回転子の一端側に設けられたコンミュテータと、前記回転子の他端側に設けられたファンと、固定子コアの内側に設けられた絶縁シートと、前記固定子の少なくとも前記コンミュテータに対向する側の固定子コイルの内側にこの固定子コイルとの間に隙間を有するように設けられた遮蔽板とを備え、前記絶縁シートと前記遮蔽板とは一体成形され、前記遮蔽板の中央部に、前記固定子コイルが露出する分離部を設けた電動送風機の製造方法であって、巻線案内治具を前記遮蔽板の前記分離部に対向させ、前記遮蔽板の外側面より外側に迫り出すようにセットして、前記巻線案内治具に沿って前記固定子コイルを巻き付けたものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1について図を用いて説明する。電動送風機の全体構造は、上述の従来の電動送風機の説明に用いた図16の半断面側面図に示す電動送風機と同様であるので、説明を省略する。図1はこの実施の形態1における電動送風機の固定子2の斜視図であり、コンミュテ−タ4と対向する側を上方に向けた図である。図2は固定子2をコンミュテ−タ4と対向する側から見た平面図、図3は図2をB側から見た側面図、図4は巻線後の固定子2をコンミュテ−タ4と対向する側から見た平面図、図4は巻線後の固定子2の側面図である。
【0015】
図1〜図5において、2aは固定子コイル、2bは固定子コア、2cは固定子コア2bの軸心方向端面部、2dは磁極歯部、2eは固定子2の四隅に磁極歯部2dに囲まれて形成された固定子スロット、2fはスロット2eの内壁及び固定子コア2bの内壁を覆い、軸心方向端面部2cから突出して設けられた絶縁シートである。固定子コイル2aは、固定子コア2bの軸心方向端面部2cとの間に適当な間隙を有するように固定子スロット2eに巻かれている。
【0016】
14は磁極歯部2dの端部から軸心方向端面部2cに垂直に形成した樹脂製の絶縁性を有する遮蔽板である。図1に示すように、遮蔽板14は、固定子コイル2bの内側全部を覆うのではなく、中央部に分離部14aを有している。また、遮蔽板14は絶縁シ−ト2fと一体成形されているため、遮蔽板14の位置ずれが生じたり、絶縁シート2fがずれて固定子コイル2aと固定子コア2bとが接触したりする恐れがなく、さらに、別部品を組み合せたものと比較して剛性が強くなり、部品点数及び製造工程を削減することもできる。
【0017】
次に、固定子コイル2aの巻線方法について図6及び図7を用いて説明する。図6は巻線時の固定子2の平面図、図7は図6のI−I断面図である。まず、固定子コア2bに巻線機を固定する部品17aを挿入し、次に固定子コア2bの内側に巻線案内治具17bをセットする。この時、巻線案内治具17bは遮蔽板14の分離部14aに対向する位置に、遮蔽板14の外側面より多少外側に迫り出すようにセットし、その治具形状に沿って、フライヤ−巻線を行う。
【0018】
このように巻線を行うことによって、固定子コイル2aの巻径ができるだけ小さくなるようにテンションを掛けながら固定子スロット2e内に無理やり巻き付けるように巻線を行っても、固定子コイル2aの巻圧力は巻線案内治具17bに掛り、遮蔽板14に直接掛ることはない。そのため、巻線後、巻線案内治具17bをリセットした際、固定子コイル2aと遮蔽板14との間には図4に示すように隙間が形成され、固定子コイル2aの巻圧力に遮蔽板14が負けて、回転子3側に倒れこみ、後工程で回転子3が挿入できないという不具合が生じることはない。また、上述のように遮蔽板14は絶縁シート2fと一体に成形されているので、多少の巻圧力が掛ったとしてもその巻圧力に負けることはない。更に、固定子コイル2aが回転子3側に侵入することがないので、回転子3側との絶縁距離不足を解消するメリットがある。
【0019】
なお、固定子コイル2aと遮蔽板14との間の隙間は、遮蔽板14に巻圧力が掛らない程度の隙間で良く、上記のような方法で巻線を行った場合には、特に遮蔽板14の分離部14aに近い側に遠い側より大きな隙間が形成されることになる。
【0020】
次にこの実施の形態における電動送風機の動作について説明する。カ−ボンブラシ9からの給電により電動送風機が始動すると、カ−ボンブラシ9の摺動摩耗が生じ、そのカ−ボン微粉末がコンミュテ−タ4の回転によって周囲に飛散する。そして、コンミュテ−タ4側の固定子コイル2aはこのコンミュテ−タ4のごく近傍にあるため、固定子コイル2aの内側部に対しては、コンミュテ−タ4から多量のカ−ボン微粉末が直進的に飛んでくる。しかし、遮蔽板14がカ−ボン微粉末の固定子コイル2aへの付着を遮断し、フレ−ム1内部に浮遊するカ−ボン微粉末は遮蔽板14の分離部14aなどを利用して、電動送風機内の空気流に搬送されて、排気孔12から外部に排出される。
【0021】
なお、分離部14aを設けることで、その部分の固定子コイル2aが露出し、カ−ボン微粉末が付着する恐れがあるが、露出部は固定子コア2bの軸心方向端面部2cと接触しない部分であり、固定子コイル2aに傷がつく等の加工劣化の恐れが極めて少ない場所であるため、仮にこの部分にカ−ボン微粉末が付着しても絶縁不良を起こす恐れが極めて少ないと考えられる。また、従来の遮蔽板14と固定子コア2bの軸心方向端面部2cとの間に形成された間隙部15では、その空間が小さすぎて、カーボン微粉末が通過する風路としての効果を得ることは難しかったが、この実施の形態においては遮蔽板14に分離部14aを設けているので、カーボン微粉末を外部に排出するための風路として充分な効果を得ることができる。
【0022】
したがって、この実施の形態によれば、カ−ボン微粉末による絶縁不良を防止し、他部品との絶縁距離不足を解消できる上に、巻径が小さく巻けるようテンションを掛けて巻いても遮蔽板14に巻圧力が掛からないという大きな効果を得ることができる。
【0023】
実施の形態2.
図8はこの発明の第2の実施の形態における固定子2の側面図、図9は巻線後の固定子2の側面図である。図において、6は各遮蔽板14の上端に一体成形された巻枠である。この実施の形態においても遮蔽板14には分離部14a(図示せず)を設けて、固定子コイル2aが固定子コア2bの内側に対して露出する部分を設け、上記実施の形態1と同様に固定子コイル2aの巻線を行う。
【0024】
このように、それぞれの遮蔽板14に巻枠6を一体成形したことで、巻線後の巻形状を一定の形に形成でき、合わせて、固定子コイル2aの高さを規制できる為、他部品との絶縁距離不足を更に改善することができる。
【0025】
実施の形態3.
図10はこの発明の第3の実施の形態における固定子2の平面図、図11は図10をC側から見た側面図である。
【0026】
上記実施の形態1、2においては、固定子2のコンミュテータ4と対向する側にのみ遮蔽板14を設けたが、この実施の形態においては、図11に示すように両側に遮蔽板14を形成し、各遮蔽板14には分離部14aを設けている。すなわち、各磁極歯部2dの上下端に合計8個の遮蔽板14が形成されている。カ−ボン微粉末は特にコンミュテータ4側に多いため、少なくともコンミュテータ4に対向する側の固定子コイル2aの内側に遮蔽板14を設ければ充分であるが、電動送風機を横向きに設置した場合や上下逆に設置した場合には、ファン5に対向する側の固定子コイル2aにもカーボン微粉末が付着する可能性があるため、このように両側に遮蔽板14を設けることでカーボン微粉末の付着を確実に防止することができる。
【0027】
なお、固定子コイル2aの巻線方法は上記実施の形態1と同様であり、各分離部14aに巻線案内治具17bを遮蔽板14の外側面より外側に迫り出すようにセットして巻線を行う。また、絶縁シート2fと遮蔽板14と巻枠6とは一体成形されている。
【0028】
この実施の形態によれば、巻径が小さく巻けるようテンションを掛けて巻いても遮蔽板14に巻圧力が掛らないとともに、カ−ボン微粉末による絶縁不良や他部品との絶縁距離不足を更に確実に防ぐことができる。
【0029】
実施の形態4.
図12はこの発明の第4の実施の形態における固定子2の側面図、図13はその固定子2をコンミュテータ4に対向する側から見た平面図、図14は巻線後の固定子2の側面図、図15は巻線後の固定子2の平面図である。
【0030】
この実施の形態においては、遮蔽板14に分離部14aを設けるのではなく開口部14bを設けてあり、この開口部14bは固定子コア2bの軸心方向端面部2cと固定子コイル2aとの間に形成された間隙に対向して設けられている。固定子コイル2aの巻線は、遮蔽板14を内側と外側から挟み込むような巻線案内治具をセットし、その巻線案内治具の外側面に沿って固定子コイル2aを巻き付けるように行う。したがって、巻線後に巻線案内治具をリセットしたとき、遮蔽板14と固定子コイル2aとの間には、図15に示すように遮蔽板14の外側にセットした巻線案内治具の厚みとほぼ同じ幅の隙間が形成される。
【0031】
このように巻線を行うことによって、固定子コイル2aの巻圧力が直接遮蔽板14に掛ることがなく、巻圧力に負けて遮蔽板14が回転子3側に倒れこんでしまうという不具合が生じることがない。そのため、従来の遮蔽板14と固定子コア2bの軸心方向端面部2cとの間に形成された間隙部15に比べて、遮蔽板14の開口部14bを大きく形成することができ、カーボン微粉末を外部に排出するための風路として充分な効果を得ることができる。また、この実施の形態においても、絶縁シート2fと遮蔽板14とを一体成形しているので、剛性は強い。
【0032】
なお、この実施の形態においては、図に示すように、固定子コア2bの軸心方向端面部2cに樹脂製の固定子コイル結線用端子台18を絶縁シート2eと一体に設けているので、事前に端子台18に給電用端子7を打ち込んでおけば、巻線後の端末線を給電用端子7に預けておくことができ、端末線を巻線機内で処理することも可能となり、製造工程数を削減することができる。
【0033】
また、上記各実施の形態は電気掃除機用の2極固定子について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、その実施に関しては発明の趣旨に反しない限り、固定子コア、遮蔽板、遮蔽板の分離部、極数等の具体的な形状、位置、材質等は各実施の形態に制約されることなく、色々な仕様に構成して実施できる。
【0034】
【発明の効果】
以上のように、この発明に係る電動送風機によれば、カ−ボン微粉末による絶縁不良を防止し、他部品との絶縁距離不足を解消できると共に、固定子コイルの巻径が小さくなるようテンションを掛けて巻いても遮蔽板に巻圧力が掛らない構成の電動送風機を得ることができる。
【0035】
また、遮蔽板を固定子コア内壁の絶縁シートと一体成形したので、遮蔽板の剛性を更に高めることができる。
【0036】
また、この発明に係る電動送風機の製造方法によれば、固定子コイルの巻径が小さくなるようテンションを掛けて巻いても遮蔽板に巻圧力が掛らない構成の電動送風機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1における固定子の斜視図である。
【図2】この発明の実施の形態1における固定子の平面図である。
【図3】この発明の実施の形態1における固定子の側面図である。
【図4】この発明の実施の形態1における固定子の巻線後の平面図である。
【図5】この発明の実施の形態1における固定子の巻線後の側面図である。
【図6】この発明の実施の形態1における固定子を巻線機に取り付けた時の平面図である。
【図7】この発明の実施の形態1における固定子を巻線機に取り付けた時の側面図である。
【図8】この発明の実施の形態2における固定子の側面図である。
【図9】この発明の実施の形態2における固定子の巻線後の側面図である。
【図10】この発明の実施の形態3における固定子の平面図である。
【図11】この発明の実施の形態3における固定子の巻線後の側面図である。
【図12】この発明の実施の形態4における固定子の側面図である。
【図13】この発明の実施の形態4における固定子の平面図である。
【図14】この発明の実施の形態4における固定子の巻線後の側面図である。
【図15】この発明の実施の形態4における固定子の巻線後の平面図である。
【図16】この発明及び従来の電動送風機の半断面側面図である。
【図17】従来の固定子の平面図である。
【図18】従来の固定子を図17におけるA側から見た側面図である。
【図19】従来の固定子の部分平面図である。
【符号の説明】
1 フレ−ム、2 固定子、2a 固定子コイル、2b 固定子コア、2c 軸心方向端面部、2d 固定子歯部、2e 固定子スロット、2f 絶縁シート、3 回転子、4 コンミュテ−タ、5 ファン、14 遮蔽板、14a 分離部、17a 固定子を巻線機に固定する部品、17b 巻線案内治具。
Claims (2)
- フレーム内に収納された固定子及び回転子と、前記回転子の一端側に設けられたコンミュテータと、前記回転子の他端側に設けられたファンと、固定子コアの内側に設けられた絶縁シートと、前記固定子の少なくとも前記コンミュテータに対向する側の固定子コイルの内側にこの固定子コイルとの間に隙間を有するように設けられた遮蔽板とを備え、前記絶縁シートと前記遮蔽板とは一体成形され、前記遮蔽板の中央部に前記固定子コイルが露出する分離部を設けたことを特徴とする電動送風機。
- フレーム内に収納された固定子及び回転子と、前記回転子の一端側に設けられたコンミュテータと、前記回転子の他端側に設けられたファンと、固定子コアの内側に設けられた絶縁シートと、前記固定子の少なくとも前記コンミュテータに対向する側の固定子コイルの内側にこの固定子コイルとの間に隙間を有するように設けられた遮蔽板とを備え、前記絶縁シートと前記遮蔽板とは一体成形され、前記遮蔽板の中央部に、前記固定子コイルが露出する分離部を設けた電動送風機の製造方法であって、巻線案内治具を前記遮蔽板の前記分離部に対向させ、前記遮蔽板の外側面より外側に迫り出すようにセットして、前記巻線案内治具に沿って前記固定子コイルを巻き付けることを特徴とする電動送風機の製造方法。
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