JP5534905B2 - 電動機、電動機の結線方法及びこの電動機を用いた換気送風機 - Google Patents

Description

この発明は、反負荷側の外殻を構成するブラケットの軸方向外表に端子台を設けて、この端子台にて内外のリード線を接合する電動機、電動機の結線方法及びこの電動機を用いた換気送風機に関するものである。

上記のような構造の電動機に関しては、従来、反負荷側の外殻を構成するブラケットの軸方向外表にコンデンサを配置し、ブラケットの軸方向外表に配置した端子台上で巻線端とコンデンサとを結線するコンデンサ搭載誘導電動機が知られている。このような電動機においては、一般に、平板状の端子板を端子台上に配置し、巻線側からのリード線と外部電源側からのリード線とを、この端子板に各々パラレルスポット溶接にて接合することで電気的にさせる（例えば、特許文献１及び２参照）。

特開２００７−２３６０２１号公報 特開２００７−１９５３２６号公報

上記のように、従来、巻線側からのリード線と外部電源側からのリード線とを接合する場合、端子台上に配置した端子板を介しパラレルスポット溶接にて接合する必要があった。そのため、部品点数が多く、また、端子台はある程度広い面積が必要であり、さらに作業性も悪かった。

本発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、第１の目的は、接合媒体となっていた端子板の枚数を削減し部品点数を減らすことができる電動機、電動機の結線方法及びこの電動機を用いた換気送風機を得ることを目的とする。

また、第２の目的は、端子台上のリード線接合に要するスペースを省スペース化することができ、さらに作業性を向上させることができる電動機、電動機の結線方法及びこの電動機を用いた換気送風機を提供することを目的とする。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる電動機は、コイル巻線を収納する空間と、コイル巻線と電気的に接続された内部リード線と外部に延びる外部リード線とを接合する端子台が収納される空間とが、ブラケットにより仕切られた電動機であり、内部リード線と外部リード線との接合箇所とブラケットとの間に、第１の溶接電極を挿入可能な電極挿入スペースが形成され、端子台は、内部リード線と外部リード線との接合箇所の電極挿入スペースに臨む部分に、第１の溶接電極が貫通可能な貫通穴が開口され、接合箇所にて重なる内部リード線と外部リード線が、電極挿入スペースに挿入した第１の溶接電極と、この第１の溶接電極に対向する第２の溶接電極とで挟み込まれて溶接されて接合されていることを特徴とする。

また、本発明にかかる電動機の結線方法は、コイル巻線を収納する空間と、コイル巻線と電気的に接続された内部リード線と外部に延びる外部リード線とを接合する端子台が収納される空間とが、ブラケットにより仕切られた電動機の結線方法であり、内部リード線と外部リード線との接合箇所とブラケットとの間に、第１の溶接電極を挿入可能な電極挿入スペースを形成しておき、端子台は、内部リード線と外部リード線との接合箇所の電極挿入スペースに臨む部分に、第１の溶接電極が貫通可能な貫通穴を開口させて、内部リード線と外部リード線を接合箇所にて重ねて、電極挿入スペースに挿入した第１の溶接電極と、この第１の溶接電極に対向する第２の溶接電極とで挟み込んで溶接して接合することを特徴とする。

また、本発明にかかる換気送風機は、駆動軸に羽根車を取り付けられた上記電動機が、通風路が形成されたケーシング内に配設されたことを特徴とする。

本発明によれば、端子台とブラケットとの間に、第１の溶接電極を挿入可能な電極挿入スペースを形成し、端子台は、この電極挿入スペースに臨む部分に、第１の溶接電極が貫通可能な貫通穴が開口しており、内部リード線と外部リード線を接合箇所にて重ねて、第１の溶接電極と第２の溶接電極とで挟み込んで溶接するので、内部リード線と外部リード線が直接接合されて、接合媒体である端子板の必要がなくなり、部品点数を減らすことができる。また、内部リード線と外部リード線の溶接を、接合箇所で交差させ、この交差した箇所を、駆動軸方向に進退動して離間する第１の溶接電極と第２の溶接電極とで挟み込んで溶接するので、端子台上の接合スペースを省スペース化することができ電動機のコンパクト化を図ることができる。さらには、接合手順を削減して作業性の向上を図ることができるという効果を奏する。

図１は、本発明にかかる電動機の後方から見た実施の形態の斜視図である。 図２は、図１の電動機の縦断面図である。 図３は、図２に示す電動機を電動機本体と端子台とに分割した横断面図である。 図４は、回転子と固定子を組み込んだ中間組立体の電動機内部の固定子コイルとその引き出しのための導電ピン端子の様子を示す斜視図である。 図５は、図４の中間組立体の導電ピン端子に内部カバー（絶縁体）とブラケットが装着された様子を示す斜視図である。 図６は、図５で示した中間組立体に端子台と端子を装着した斜視図である。 図７は、図６で示した中間組立体に外部電源側リード線の端部を装着するとともに、コンデンサや温度ヒューズなどの電気部品を搭載した様子を示す平面図である。 図８は、図７で示した電動機の斜視図である。 図９は、本実施の形態の結線の様子を示す側面図である。 図１０は、本実施の形態の結線の様子を模式的に示した斜視図である。 図１１は、従来の接合媒体を使用した結線の様子を示す平面図である。 図１２は、結線作業が完了した後に端子板の上部を絶縁フィルムで覆った様子を示す斜視図である。 図１３は、本実施の形態の電動機を搭載した換気送風機の一例を示す横断面図である。

以下に、本発明にかかる電動機、電動機の結線方法及びこの電動機を用いた換気送風機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、本発明にかかる電動機の実施の形態の後方から見た斜視図である。図２は、図１の電動機の縦断面図である。図３は、図２に示す電動機を電動機本体と端子台とに分割した縦断面図である。図１から図３において、本実施の形態の電動機１は、電動機本体（本体）２と端子台１２とから構成されている。

電動機本体２においては、中心に駆動軸１６を貫通させる回転子３と、この回転子３が貫通する貫通穴を中央部に有する固定子４と、これら回転子３および固定子４を収納するフレーム７およびブラケット８とを有している。固定子４は、薄い鋼板が多数積層されてなる固定子鉄心５と、固定子鉄心５のティースに巻枠（絶縁体）９を介して巻装された固定子巻線（コイル巻線）６とから構成されている。

回転子３は、２つのベアリングによって、回転可能に支持されている。すなわち、回転子３は、さらにフレーム７およびブラケット８の中央部にそれぞれ形成された凹部に外輪が嵌合固定され、内輪が駆動軸１６に嵌合固定されたフロントベアリング１７およびリアベアリング１８によって、回転可能に支持されている。回転子３の外径と固定子４の内径との間には微少な間隙が全周にわたって均一となるように形成されている。つまり、回転子３と固定子４とは、軸心を一致させて配設されている。

一方、端子台１２においては、樹脂等の絶縁材料にて作製されてブラケット８の後端（駆動軸１６の突出する側を前部とする）を全体にわたって覆うように配設され、内部にコンデンサ１４を始めとする各種電気部品を搭載している。なお、図３は、カバー１５及び絶縁フィルム２８が外され、コンデンサ１４を含む電気部品が取り付けられてない状態を示している。

この各種電気部品を搭載した端子台１２は、カバー１５によって覆われている。このように構成された電動機１においては、フレーム７とカバー１５とによって外殻が構成され、内部空間はブラケット８により２つの空間に仕切られている。すなわち、図２に示すように、回転子３及び固定子４を収納する空間（コイル巻線部Ａ）と固定子巻線６を外部リード線に接続する空間（コイル巻線結線部Ｂ）とに仕切られている。

上記のように、電動機１は、図３のように電動機本体２と端子台１２からなり、電動機本体２はフレーム７とブラケット８とで構成された外殻を有しており、固定子４はフレーム７に圧入され、回転子３の周囲に配設されている。フレーム７側には回転子３を貫通した駆動軸１６が突出している。端子台１２では、電動機本体２から延びる導電ピン端子１１と外部電源に接続されるリード線、及び電動機内部に搭載される電子部品が電気的に接続される。本実施の形態はこれらの電気的接続方法に特徴を有するものである。

図４は、回転子３と固定子４を組み込んだ中間組立体の電動機内部の固定子巻線６とその引き出しのための導電ピン端子１１の様子を示す斜視図である。図５は、図４の中間組立体の導電ピン端子１１に内部カバー（絶縁体）１０と、回転子３と固定子４を覆うブラケット８を装着した様子を示す斜視図であり、フレーム７とブラケット８内に収められた固定子巻線６に物理的及び電気的に接続された導電ピン端子１１が、ブラケット８に設けたピン端子穴より外表に突き出ている。

図６は、図５で示した電動機本体２にさらに端子台１２を装着した図であり、端子台１２は、内部カバー１０に設けられた突出部１０ａ、１０ｂが、端子台１２の裏面に形成された図示しない凹部に圧入されて電動機本体２に固定されている。端子台１２上の所定の位置には結線に使用される円弧形状の金属薄板の端子板１３が配置されている。端子台１２の底面には外部電源側からのリード線と電動機側からリード線を接合する位置（接合箇所）に穴形状のリード線接合穴（貫通穴）が設けられている。

図７は、図６で示した中間組立体に外部電源側リード線２１ａ〜２１ｃの端部を装着するとともに、コンデンサ１４や温度ヒューズ１９などの電気部品を搭載した様子を示す平面図である。図８は、図７の斜視図である。巻線端の導電ピン端子１１が端子台１２と端子板１３を突き抜け、端子板１３とはんだ接合される。端子台１２上に外部電源側リード線２１ａ，２１ｂ，２１ｃが端子台１２上に設けられたガイド２５により案内されて引き回され、温度ヒューズ１９とコンデンサ１４がそれぞれ端子台１２上に設けられた凹部に配設される。このとき、外部電源側リード線（外部リード線）２１ａと温度ヒューズ１９のリード線（内部リード線）の一端２４ａが接合される。また、外部電源側リード線（外部リード線）２１ｂとコンデンサ１４のリード線（内部リード線）の一端２４ｂが接合される。接合するリード線２４ａ，２４ｂは端子台１２上に設けられた突起２６ａ，２６ｂにより位置決めされる。外部電源側リード線２１ａ，２１ｂと接合するリード線２４ａ，２４ｂは、端子台１２に設けられたリード線接合穴（貫通穴）２２ａ，２２ｂの上に交差させて重ね合わせた状態で配置される。

図９は、本実施の形態の結線（ダイレクトスポット溶接）の様子を示す側面断面図である。図１０は、それを模式的に表した斜視図である。上記のように、端子台１２は、内部カバー１０に設けられた突出部１０ａ，１０ｂ（図５）が、端子台１２裏面に形成された図示しない凹部に圧入されて固定されている。そして、端子台１２の裏面とブラケット８との間には、溶接電極（第１の溶接電極）２３ａを挿入可能な電極挿入スペースＳが形成されている（図９）。この溶接電極２３ａは、先端に設けられた電極面を溶接箇所方向に向けるため、先端部が９０°折れ曲がるＬ字型を成している。

上記のように、外部電源側リード線２１ａとリード線２４ａは、端子台１２の底面上を這うように引き回され端子台１２上の所定の位置（接合箇所）にて交差して重なっている。外部電源側リード線２１ｂとリード線２４ｂも同様である。これらの接合箇所の端子台１２底面に、それぞれリード線接合穴２２ａ，２２ｂが開口している。溶接電極２３ａと溶接電極（第２の溶接電極）２３ｂは、図１０中矢印に示すように、電動機１の駆動軸１６に平行な方向にスライド可能とされており、重なった状態の外部電源側リード線２１ａとリード線２４ａとを挟み込み電圧を加えダイレクトスポット溶接を行なう。外部電源側リード線２１ｂとリード線２４ｂも同様である。

なお、図７及び図８に示す中間組立体の状態では、端子台１２を覆う絶縁フィルム２８や、電動機１の後部を覆うカバー１５が取り付けられていないので、溶接電極２３ｂに干渉するものはなく、棒状の溶接電極２３ｂは端子台１２の後方（上方）から溶接箇所に近付くことができる。

図１２は、結線作業が完了した後に端子台１２の上部を絶縁フィルム２８で覆った様子を示す斜視図である。外部電源側リード線２１ａ，２１ｂとリード線２４ａ，２４ａの接合を含む、端子台１２上の電気的接続が全て終了すると、結線部の保護のために端子台１２の上部が絶縁フィルム２８によって覆われる。さらにその後、電動機１の後部を覆うカバー１５が取り付けられて電動機１が完成する（図２）。

上記のように、本実施の形態の電動機においては、上記の構成とすることで、図１１に示すような従来の電動機に設けられていた薄板円弧状の端子接続部材２７が必要でなくなる（端子接続部材２７の数を減らすことができる）。また、溶接する際、端子台１２に対して水平に溶接電極を動かす必要がないため、端子台１２上の接合に要するスペースを小さくすることができ、作業性の向上が図れるものである。

なお、本実施の形態においては、図９に示されるように、端子台１２の底面がブラケット８の背面から一段高くなるように所定距離離れたところに設けられることにより、溶接電極２３ａを挿入可能な電極挿入スペースＳが形成されているが、電極挿入スペースＳの形成のされ方は、これに限られるものではなく、例えば、逆にブラケット８側に凹部が設けられて形成されてもよい。

図１３は、本実施の形態の電動機を搭載したダクト用換気扇（換気送風機）の横断面図である。図１３において、ダクト用換気扇９０は、換気する空気を流通させる多翼式送風機４５と、この多翼式送風機４５を収納する樹脂製のボディ４７と通風路を形成するファンケーシング３３と、中心に吸込口を形成し空気を整流するオリフィスリング３２とを有している。多翼式送風機４５は、本実施の形態の電動機１と、この電動機１の駆動軸１６に固定された羽根車４３とから構成されている。ダクト接続枠４６内には、電動又は風圧にて開閉するシャッター３５が設けられている。

このダクト用換気扇９０は、室内の換気用として天井構造や壁構造に埋め込んだ状態にて設置される。本体は図示しない取付ネジで天井板に形成された開口に固定される。本体の室内側には化粧グリル３６が設けられる。化粧グリル３６はバネ３８でファンケーシング３３の化粧グリル引掛部３９に固定されている。室内の空気は化粧グリル３６を通して吸込口４１から吸込み、吐出口４２から吐出することにより室内の空気を換気する。吐出口４２はダクトに連通されている。

このように構成されたダクト用換気扇９０においては、電動機１の稼動により電動機１に付設された羽根車４３が回転することで室内の空気を取り込み、ダクトを通じて室外へと排出される。ダクト接続枠４６に付設されたシャッター３５は通風時に開状態となることで空気を排出し、非通風時には閉状態で室外からの空気の侵入を防止する。本実施の形態の電動機１を搭載することで、コンパクトで、且つ安価で、さらに高信頼性のダクト用換気扇（換気送風機）とすることができる。

この発明にかかる電動機は、例えばダクト用換気扇などの換気送風機に装備される誘導電動機に適用されて有用なものであり、特に結線を行なう為の端子台を持つ電動機に適用されて最適なものである。

１ 電動機
２ 電動機本体（本体）
３ 回転子
４ 固定子
５ 固定子鉄心
６ 固定子巻線（コイル巻線）
７ フレーム
８ ブラケット
９ 巻枠（絶縁体）
１０ 内部カバー（絶縁体）
１０ａ，１０ｂ 突出部
１１ 導電ピン端子
１２ 端子台
１３ 端子板
１４ コンデンサ
１５ カバー
１６ 駆動軸
１７ フロントベアリング
１８ リアベアリング
１９ 温度ヒューズ
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ リード線（外部リード線）
２２ａ，２２ｂ リード線接合穴（貫通穴）
２３ａ 溶接電極（第１の溶接電極）
２３ｂ 溶接電極（第２の溶接電極）
２４ａ，２４ｂ リード線（内部リード線）
２５ ガイド
２６ａ，２６ｂ 突起
２７ 端子接続部材
２８ 絶縁フィルム
３２ オリフィスリング
３３ ファンケーシング
３５ シャッター
３６ 化粧グリル
３８ バネ
３９ 化粧グリル引掛部
４１ 吸込口
４２ 吐出口
４３ 羽根車
４５ 多翼式送風機（送風機）
４６ ダクト接続枠
４７ ボディ
９０ ダクト用換気扇
Ａ コイル巻線部
Ｂ コイル巻線結線部
Ｓ 電極挿入スペース

Claims (7)

1. コイル巻線を収納する空間と、前記コイル巻線と電気的に接続された内部リード線と外部に延びる外部リード線とを接合する端子台が収納される空間とが、ブラケットにより仕切られた電動機であり、
   前記内部リード線と前記外部リード線との接合箇所と前記ブラケットとの間に、第１の溶接電極を挿入可能な電極挿入スペースが形成され、
   前記端子台は、前記内部リード線と前記外部リード線との接合箇所の前記電極挿入スペースに臨む部分に、前記第１の溶接電極が貫通可能な貫通穴が開口され、
   前記接合箇所にて重なる前記内部リード線と前記外部リード線が、前記電極挿入スペースに挿入した前記第１の溶接電極と、当該第１の溶接電極に対向する第２の溶接電極とで挟み込まれて溶接されて接合されている
   ことを特徴とする電動機。
2. 前記内部リード線と前記外部リード線は、前記接合箇所で交差して重なり、この交差した箇所を溶接されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の電動機。
3. 前記端子台においては、前記ブラケットの後端側に設けられ、
   前記第１の溶接電極と前記第２の溶接電極は、駆動軸方向に進退動して離間することにより前記内部リード線と前記外部リード線を挟み込む
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の電動機。
4. 通風路を形成するケーシングと、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の電動機が、駆動軸に羽根車を取り付けられて成り、前記ケーシング内に配設されて、前記通風路を介して空気を移動させる送風機と、
   を備えたことを特徴とする換気送風機。
5. コイル巻線を収納する空間と、前記コイル巻線と電気的に接続された内部リード線と外部に延びる外部リード線とを接合する端子台が収納される空間とが、ブラケットにより仕切られた電動機の結線方法であり、
   前記内部リード線と前記外部リード線との接合箇所と前記ブラケットとの間に、第１の溶接電極を挿入可能な電極挿入スペースを形成しておき、
   前記端子台は、前記内部リード線と前記外部リード線との接合箇所の前記電極挿入スペースに臨む部分に、前記第１の溶接電極が貫通可能な貫通穴を開口させて、
   前記内部リード線と前記外部リード線を前記接合箇所にて重ねて、前記電極挿入スペースに挿入した前記第１の溶接電極と、当該第１の溶接電極に対向する第２の溶接電極とで挟み込んで溶接して接合する
   ことを特徴とする電動機の結線方法。
6. 前記内部リード線と前記外部リード線とを、前記接合箇所で交差させ、この交差した箇所を、駆動軸方向に進退動して離間する前記第１の溶接電極と前記第２の溶接電極とで挟み込んで溶接する
   ことを特徴とする請求項５に記載の電動機の結線方法。
7. 前記溶接がダイレクトスポット溶接である
   ことを特徴とする請求項５または６に記載の電動機の結線方法。

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