JP4700521B2 - 電動機及び換気装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動機及び電動機で羽根車を駆動する換気装置に関するものである。

従来の電動機として、複数枚の環状鋼板（円環状継鉄コア用鋼板）を積層しカシメ部（抜きかしめ部）により一体化した外輪ヨーク部（継鉄コア）と、前記外輪ヨーク部から回転中心方向へ延びる複数の磁極部（磁極コア）と、前記複数の磁極部に巻装した固定子コイルと、を有する固定子を備える電動機において、前記複数枚の環状鋼板の環状部の複数箇所をカシメ部（抜きかしめ部）としたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平０６−２４５４１４号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、環状鋼板の環状部をカシメ部とするため、環状部の板幅として、カシメによって側圧力が発生しても鋼板が外方又は内方へ塑性変形しないような板幅が必要となり、外輪ヨーク部の外径が大きくなって電動機の小型化の障害となるという問題があった。

環状部の板幅を無理に狭くすると、鋼板が外方へ塑性変形してフレーム（ケーシング）内に挿入できなくなったり、鋼板同士が固着しなくなったりする。また、カシメ部及びカシメ部の周囲のカシメ応力発生部が磁束の流れの障害となるという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、磁性性能が高く、小型化が容易な電動機及び電動機で羽根車を駆動する換気装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数枚の環状鋼板を積層し内周側に複数の磁極嵌合部とカシメ部を設けるための複数の突起部とが交互に形成され、カシメ部により一体化し筒状に形成した外輪ヨーク部と、角筒部と、該角筒部の各辺の中央部から放射状に延びる磁極筒部と、該磁極筒部の外端に前記外輪ヨーク部の内周に沿うように形成された円弧状の外フランジ部とを有するボビンの前記磁極筒部に固定子コイルを集中巻きし、該磁極筒部に前記外輪ヨーク部とは別体に形成され前記磁極嵌合部に嵌合する嵌合部を有する磁極部を内側から挿通してなる磁極部組立体と、を有する固定子を備える電動機であって、前記ボビンの磁極筒部に各々集中巻きした隣合う固定子コイルの外周部間に三角柱状の隙間が形成され、該隙間に前記隣合う固定子コイル間を絶縁する断面山形のインシュレータを装着し、前記磁極部の嵌合部を前記外輪ヨーク部の磁極嵌合部に嵌合させ、かつ、前記外輪ヨーク部の突起部を前記隙間に位置させ、前記外輪ヨーク部内に前記磁極部組立体を挿入、嵌合して一体化したことを特徴とする。

この発明によれば、外輪ヨーク部の内周側の磁極部間に、カシメ部を設けるための複数の突起部を形成したので、磁性性能が高く、また、固定子コイルが、複数の磁極部に各々集中巻きしたコイルであり、前記突起部を、隣合う前記固定子コイル間に形成された隙間に位置させ、前記隣り合う固定子コイルと前記突起部の間を前記ボビンとは別のインシュレータにより絶縁したので、外輪ヨーク部の外径を大きくする必要もなく、小型の電動機が得られるという効果を奏する。

以下に、本発明にかかる電動機及び換気装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態
図１は、本発明に係る電動機の外輪ヨーク部の実施の形態を示す平面図であり、図２は、外輪ヨーク部の変形例を示す平面図であり、図３は、外輪ヨーク部の他の変形例を示す平面図であり、図４は、複数（４つ）の磁極部に固定子コイルを巻装した状態を示す平面図であり、図５は、固定子を組立てた状態を示す平面図であり、図６は、本発明に係る換気装置の実施の形態を示す側断面図である。

図１に示すように、固定子鉄心の一部を構成する外輪ヨーク部１０は、電磁鋼板等をプレスにより打ち抜いて環状に形成した複数枚の環状鋼板１、１を積層して形成される。環状鋼板１、１（外輪ヨーク部１０）の内周側の複数（４つ）の磁極嵌合凹部１ａ、１ａ間に、複数（４つ）の台形の突起部１ｂ、１ｂが形成されている。

内周側に突起部１ｂ、１ｂが形成された外輪ヨーク部１０の外周側（４ヶ所）は、弓形１ｄ、１ｄに切り欠かれている。外周側が弓形に切り欠かれていることにより、後述のカシメにより外輪ヨーク部１０の外周側が外側へ少し塑性変形してもフレームに挿入することができる。

また、内周側に突起部１ｂ、１ｂが形成された外輪ヨーク部１０の外周側１ヶ所には、半円状のマッチマーク１ｅが切り欠かれている。マッチマーク１ｅは、外輪ヨーク部１０の周方向の位置決め（例えば、後述の磁極部組立体との位相決め）や、電磁鋼板１、１の金型内での抜き方向の識別等に利用する。突起部１ｂ、１ｂが形成された外輪ヨーク部１０の外周側を弓形に切り欠いたり、半円状のマッチマーク１ｅを切り欠いていても、突起部１ｂ、１ｂの存在により外輪ヨーク部１０の後述の磁束流路幅が狭くなることはない。

外輪ヨーク部１０の複数の突起部１ｂ、１ｂの形状は、図２に示すように、台形でなく円頭山形としてもよいし、また、図３に示すように、三角形状としてもよく、形状は限定されない。

複数枚の環状鋼板１、１を積層した状態で、図示しないカシメ機により突起部１ｂ、１ｂ（及びその近傍）をかしめ、カシメ部１ｃ、１ｃを形成し（カシメ部１ｃ、１ｃは、突起部１ｂ、１ｂから環状部へ一部はみ出てもよい。）、カシメ部１ｃ、１ｃにより複数枚の環状鋼板１、１同士を結合して一体化し筒状の外輪ヨーク部１０を形成する。カシメ部１ｃ、１ｃは、環状鋼板１、１を半抜きする形態や、切り曲げにより突出部を形成する形態のものとしてもよい。

図１に示すように、カシメ部１ｃの幅を除く突起部１ｂの二股磁束流路幅（Ｂ＋Ｃ）を外輪ヨーク部１０の幅（Ａ）以上（Ａ≦Ｂ＋Ｃ）とするのがよい。Ａ≦Ｂ＋Ｃとすれば、カシメ部１ｃにより磁束の流れを妨げることはない。しかしながら、後述の固定子コイルの巻線量を多くすることができる場合は、かしめによる外輪ヨーク部１０の塑性変形等の不具合が発生しない程度に突起部１ｂ、１ｂを小さくしてもよい。

図４に示すように、四角筒部３ｂと、四角筒部３ｂの各辺の中央部から放射状に外方に延びる４つの磁極筒部（図示せず）と、磁極筒部の外端に外輪ヨーク部１０の内周に沿うように形成された４つの円弧状の外フランジ部３ａ、３ａとを有するボビン３の磁極筒部に、固定子コイル４、４を集中巻きし、磁極筒部に、外輪ヨーク部１０とは別体に形成した略Ｔ字形（略Ｙ字形）の磁極部２、２の嵌合凸部２ａを内側から挿通して磁極部組立体２０を組立てる。磁極部２、２も、電磁鋼板を複数枚積層して一体化したものである。磁極部２、２には、図示しない回転子に対向する内側円弧面２ｂ、２ｂが形成されている。

図４に示すように、磁極部２、２に各々集中巻きした隣合う固定子コイル４、４の外周部間には、三角柱状の隙間（デッドスペース）４ａ、４ａが形成されている。図５に示すように、隣合う固定子コイル４、４間を絶縁する断面山形のインシュレータ５を磁極部組立体２０に装着する。

磁極部組立体２０の嵌合凸部２ａ、２ａを外輪ヨーク部１０の磁極嵌合凹部１ａ、１ａに嵌合させ、かつ、外輪ヨーク部１０の突起部１ｂ、１ｂを隣合う固定子コイル４、４間に形成された隙間４ａ、４ａ（インシュレータ５の外側）に位置させ、外輪ヨーク部１０内に磁極部組立体２０を挿入、嵌合し、電動機の実施の形態の固定子３０を組立て一体化する。嵌合凸部２ａ、２ａと磁極嵌合凹部１ａ、１ａとは嵌合部を構成している。磁極部２、２は、外輪ヨーク部１０から回転中心方向へ延びる形となり、固定子３０は２極集中巻きの固定子となる。

固定子３０内に図示しない回転子を挿入し、固定子３０及び回転子をフレーム内に収容して、図６に示す実施の形態の電動機４０を組立てる。

実施の形態の電動機４０によれば、固定子３０の外輪ヨーク部１０の、幅広で磁路が広くなった突起部１ｂ、１ｂ（突起部の近傍を含む）にカシメ部１ｃ、１ｃを形成したので、外輪ヨーク部１０の磁束の流れを妨げることが少なく磁性性能が向上する。また、突起部１ｂ、１ｂをデッドスペースである隣合う固定子コイル４、４間に形成された隙間４ａ、４ａに位置させたので、外輪ヨーク部１０の外径を大きくする必要がなく、電動機４０を小型化することができる。

図６に示すように、実施の形態の電動機４０の回転軸に羽根車５０を装着し、電動機４０を換気装置としての換気扇のフレーム６０に取付け、電動機４０により羽根車５０を駆動するようにすると、実施の形態の換気装置７０となる。換気装置７０は、磁性性能が高く、小型化された電動機４０により羽根車５０が駆動されるので、換気性能が高い。

この発明に係る電動機は、磁性性能が高く小型化されているので、換気装置用の電動機として有用である。

本発明に係る電動機の外輪ヨーク部の実施の形態を示す平面図である。 外輪ヨーク部の変形例を示す平面図である。 外輪ヨーク部の他の変形例を示す平面図である。 複数の磁極部に固定子コイルを巻装した状態を示す平面図である。 固定子を組立てた状態を示す平面図である。 本発明に係る換気装置の実施の形態を示す側断面図である。

符号の説明

１ 環状鋼板
１ａ 磁極嵌合凹部
１ｂ 突起部
１ｃ カシメ部
１ｄ 弓形切り欠き部
１ｅ マッチマーク
１０ 外輪ヨーク部
Ａ 外輪ヨーク部の幅
Ｂ，Ｃ 二股磁束流路幅
２ 磁極部
２ａ 嵌合凸部
３ ボビン
４ 固定子コイル
５ インシュレータ
２０ 磁極部組立体
３０ 固定子

Claims (6)

1. 複数枚の環状鋼板を積層し内周側に複数の磁極嵌合部とカシメ部を設けるための複数の突起部とが交互に形成され、カシメ部により一体化し筒状に形成した外輪ヨーク部と、
   角筒部と、該角筒部の各辺の中央部から放射状に延びる磁極筒部と、該磁極筒部の外端に前記外輪ヨーク部の内周に沿うように形成された円弧状の外フランジ部とを有するボビンの前記磁極筒部に固定子コイルを集中巻きし、該磁極筒部に前記外輪ヨーク部とは別体に形成され前記磁極嵌合部に嵌合する嵌合部を有する磁極部を内側から挿通してなる磁極部組立体と、
   を有する固定子を備える電動機であって、
   前記ボビンの磁極筒部に各々集中巻きした隣合う固定子コイルの外周部間に三角柱状の隙間が形成され、該隙間に前記隣合う固定子コイル間を絶縁する断面山形のインシュレータを装着し、前記磁極部の嵌合部を前記外輪ヨーク部の磁極嵌合部に嵌合させ、かつ、前記外輪ヨーク部の突起部を前記隙間に位置させ、前記外輪ヨーク部内に前記磁極部組立体を挿入、嵌合して一体化したことを特徴とする電動機。
2. 前記カシメ部の幅を除く前記突起部の二股磁束流路幅が、前記外輪ヨーク部の幅以上となっていることを特徴とする請求項１に記載の電動機。
3. 内周側に前記突起部が形成された前記外輪ヨーク部の外周側が、弓形に切り欠かれていることを特徴とする請求項１に記載の電動機。
4. 内周側に前記突起部が形成された前記外輪ヨーク部の外周側に、マッチマークが切り欠かれていることを特徴とする請求項１に記載の電動機。
5. 前記電動機が、２極集中巻きの電動機であることを特徴とする請求項１に記載の電動機。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の電動機により羽根車を駆動させるようにしたことを特徴とする換気装置。

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