JP5573831B2 - 電動機用絶縁体、電動機、電動送風機 - Google Patents

Description

この発明は、電動機用絶縁体、電動機、電動送風機に関するものである。

電動機のシャフトの外周には、ナール加工部が形成される。シャフトの一側からは、鉄心がナール加工部を押し潰しながら圧入される。シャフトの両側からは、絶縁体が鉄心と接するように挿入される（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２００６／０２５１０５号

しかしながら、鉄心の圧入により、シャフトの一側のナール加工部はつぶれている。これに対し、シャフトの他側のナール加工部はつぶれていない。すなわち、鉄心の両側では、シャフトのナール加工部の高さが異なる。

このため、つぶれたナール加工部に嵌め合うように絶縁体の内径を設定すると、シャフトの他側から挿入した絶縁体は割れてしまう。これに対し、つぶれていないナール加工部に嵌め合うように絶縁体の内径を設定すると、シャフトの一側から挿入した絶縁体の固定が緩む。

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、ナール加工部を有するシャフトに圧入された鉄心の両側で共用することができる電動機用絶縁体等を提供することである。

この発明に係る電動機用絶縁体は、シャフトの長手方向に沿って前記シャフトの外周面に形成されたナール加工部に圧入された鉄心の両側から前記シャフトに圧入するための内径を有した圧入部を備え、前記圧入部は、前記鉄心が圧入された側とは反対側から前記シャフトに挿入されるときに前記ナール加工部と嵌め合うように、前記圧入部の中心軸方向から見た際の内径が設定された第１嵌合部と、前記鉄心が圧入された側から前記シャフトに挿入されるときに前記鉄心の圧入によりつぶれたナール加工部と嵌め合うように、前記圧入部の中心軸方向から見た際に前記第１嵌合部とはずれた位置で前記第１嵌合部の内径よりも小さい内径が設定された第２嵌合部と、を備えたものである。

この発明に係る電動機は、前記電動機用絶縁体を備えたものである。

この発明に係る電動送風機は、前記電動機と、前記電動機の駆動力により風を発生させる羽根と、を備えたものである。

この発明によれば、ナール加工部を有するシャフトに圧入された鉄心の両側で絶縁体を共用することができる。

この発明の実施の形態１における電動機送風機の縦断面図である。 この発明の実施の形態１における電動機用シャフトの側面図である。 この発明の実施の形態１における電動機用シャフトにロータ鉄心を圧入する前のナール加工部の高さを説明するための図である。 この発明の実施の形態１における電動機用シャフトにロータ鉄心を圧入した後のナール加工部の高さを説明するための図である。 この発明の実施の形態１における電動機用絶縁体を説明するための斜視図である。 この発明の実施の形態１における電動機用絶縁体をシャフトの後端側から見た正面図である。 この発明の実施の形態１における電動機用絶縁体をシャフトの先端側から見た正面図である。 この発明の実施の形態１における電動機用シャフトに整流子を圧入した後のナール加工部の高さを説明するための図である。 この発明の実施の形態２における電動機用絶縁体をシャフトの先端側から見た正面図である。 この発明の実施の形態３における電動機用絶縁体をシャフトの先端側から見た正面図である。 この発明の実施の形態４における電動機用絶縁体をシャフトの先端側から見た正面図である。

この発明を実施するための形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における電動機送風機の縦断面図である。

図１において、１はシャフトである。シャフト１の先端には、ねじ部が形成される。シャフト１の略中央には、ロータ鉄心２が圧入される。ロータ鉄心２の両側では、シャフト１に絶縁板（絶縁体）（図１においては図示せず）が圧入される。ロータ鉄心２の外周部と絶縁板の外周部とには、複数の歯部（図示せず）が形成される。ロータ鉄心２の歯部と絶縁板の歯部とには、電機子巻線（図示せず）が巻かれる。

ロータ鉄心２よりもシャフト１の後端側には、整流子３が圧入される。整流子３には、複数の整流子片（図示せず）が設けられる。各整流子片は、電機子巻線に接続される。

シャフト１の先端側は、第１軸受４ａに回転自在に支持される。第１軸受４ａは、第１フレーム５ａに支持される。シャフト１の後端側は、第２軸受４ｂに回転自在に支持される。第２軸受４ｂは、第２フレーム５ｂに支持される。

第２フレーム５ｂの外周には、ブラシホルダ６が設けられる。ブラシホルダ６には、ブラシ７が取り付けられる。ブラシ７の先端は、整流子片に接触する。

第２フレーム５ｂの内周部には、固定子８が設けられる。固定子８は、ロータ鉄心２の外周部との間に所定の隙間を形成して配置される。固定子８の内周部には、一対の磁極片（図示せず）が設けられる。これらの磁極片は、互いに対向するように配置される。各磁極片には、界磁巻線９が巻かれる。界磁巻線９の一端は、所定の端子（図示せず）に接続される。界磁巻線９の他端は、ブラシ７に接続される。

シャフト１のねじ部には、羽根１０が挿入される。羽根１０は、複数の翼を供える。羽根１０の前方では、シャフト１のねじ部にナット１１がねじ込まれる。

上記電動送風機においては、所定の端子間に交流電圧が印加されると、磁極片の一方に巻かれた界磁巻線９を介してブラシ７の一方に電流が流れる。その結果、ブラシ７と整流子３との摺動接触による通電で電機子巻線に電流が流れる。その結果、他方のブラシ７を介して磁極片の他方に巻かれた界磁巻線９に電流が流れる。

この際、ロータ鉄心２と磁極片との間に磁界が発生する。当該磁界により、ロータ鉄心２が回転する。当該回転に追従して、羽根１０も回転する。当該回転によって、風が発生する。

次に、図２と図３とを用いて、シャフト１を説明する。
図２はこの発明の実施の形態１における電動機用シャフトの側面図である。図３はこの発明の実施の形態１における電動機用シャフトにロータ鉄心を圧入する前のナール加工部の高さを説明するための図である。

図２において、１ａは本体部である。本体部１ａは、棒状の金属で形成される。本体部１ａの外周面には、複数のナール加工部１ｂが形成される。例えば、ナール加工部１ｂは、長手方向がシャフト１の軸方向に沿うように治具等により均等間隔で４箇所に形成される。

図３に示すように、ナール加工部１ｂにおいては、本体部１ａの外周面から離れる方向の極大部が略中央に形成される。具体的には、ナール加工部１ｂの両端は、略同等の高さとなるように形成される。ナール加工部１ｂの略中央は、最も高くなるように形成される。

次に、図４を用いて、ロータ鉄心２の圧入を説明する。
図４はこの発明の実施の形態１における電動機用シャフトにロータ鉄心を圧入した後のナール加工部の高さを説明するための図である。

図４に示すように、ロータ鉄心２は、シャフト１の先端側から圧入される。この場合、シャフト１の先端側において、ナール加工部１ｂは押しつぶされる。このため、シャフト１の先端側において、ナール加工部１ｂは、初期状態よりも低くなる。

次に、図５〜図７を用いて、絶縁板の圧入を説明する。
図５はこの発明の実施の形態１における電動機用絶縁体を説明するための斜視図である。図６はこの発明の実施の形態１における電動機用絶縁体をシャフトの後端側から見た正面図である。図７はこの発明の実施の形態１における電動機用絶縁体をシャフトの先端側から見た正面図である。

図５において、１２は絶縁板である。絶縁板１２は、金型を用いた射出成形によって樹脂で形成される。絶縁板１２の略中心には、圧入部１２ａが形成される。圧入部１２ａは、略円筒状に形成される。

図６に示すように、圧入部１２ａは、第１嵌合部１２ｂと第２嵌合部１２ｃとからなる。第１嵌合部１２ｂと第２嵌合部１２ｃとは、圧入部１２ａの中心軸方向から見た際にずれた位置に配置されるように、圧入部１２ａの中心軸を中心にして交互に形成される。

第１嵌合部１２ｂの内径は、シャフト１の後端側から挿入されるときにナール加工部１ｂと嵌め合うように設定される。第２嵌合部１２ｃの内径は、シャフト１の先端側から挿入されるときにロータ鉄心２の圧入によりつぶれたナール加工部１ｂと嵌め合うように設定される。すなわち、第２嵌合部１２ｃの内径は、第１嵌合部１２ｂの内径よりも小さく設定される。

図６を用いて、シャフト１の後端側から絶縁板１２を圧入する場合を説明する。この場合、シャフト１の後端側において、ナール加工部１ｂは初期状態のままである。この場合、絶縁板１２は、第２嵌合部１２ｃがナール加工部１ｂと接触するようにシャフト１に挿入される。

図７を用いて、シャフト１の先端側から絶縁板１２を圧入する場合を説明する。シャフト１の先端側において、ロータ鉄心２の圧入により、ナール加工部１ｂはつぶれている。この場合、絶縁板１２は、第１嵌合部１２ｂがナール加工部１ｂと接触するようにシャフト１に挿入される。

次に、図８を用いて、整流子３の圧入を説明する。
図８はこの発明の実施の形態１における電動機用シャフトに整流子を圧入した後のナール加工部の高さを説明するための図である。なお、図８においては、ロータ鉄心２の両側の絶縁板１２を省略している。

図８に示すように、整流子３は、シャフト１の後端側から圧入される。この場合、シャフト１の後端側において、ナール加工部１ｂが押しつぶされる。このため、シャフト１の後端側において、ナール加工部１ｂは、初期状態よりも低くなる。

以上で説明した実施の形態１によれば、絶縁板１２においては、ナール加工部１ｂの状態に合わせて、第１嵌合部１２ｂと第２嵌合部１２ｃとが形成される。このため、ロータ鉄心２の両側で絶縁板１２を共用することができる。その結果、絶縁板１２の金型費や製造管理費を抑制することができる。

また、ナール加工部１ｂは、本体部１ａの外周面から離れる方向の極大部を中央に有する。このため、ナール加工部１ｂを加工する際に利用するナール刃に段差を設ける必要がない。その結果、ナール刃が安価となる。また、ナール刃の欠けに対する信頼性が向上する。これに伴い、シャフト１の品質低下や製造コストの増加を抑制できる。また、ロータ鉄心２や整流子３の圧入に対する信頼性を向上することができる。さらに、ナール加工部１ｂによるくさび効果も期待できる。このため、ロータ鉄心２の圧入や整流子３の圧入が電動送風機の使用中に緩むことを回避することができる。

なお、シャフト１のナール加工部１ｂの数は限定されない。この場合、ナール加工部１ｂの数に対応するように、絶縁板１２の第１嵌合部１２ｂと第２嵌合部１２ｃの数を設定すれば、ロータ鉄心２の両側で絶縁板１２を共用することができる。

実施の形態２．
図９はこの発明の実施の形態２における電動機用絶縁体をシャフトの先端側から見た正面図である。なお、実施の形態１と同一又は相当部分には同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態２の絶縁板１２は、実施の形態１の絶縁板１２にマーキング１２ｄを付加したものである。マーキング１２ｄは、各第１嵌合部１２ｂの外周面から絶縁板１２の外側に突出するように形成される。

以上で説明した実施の形態２によれば、絶縁板１２の外側から第１嵌合部１２ｂの位置を確認できる。このため、シャフト１と絶縁板１２との位置を容易に合わせることができる。

また、第１嵌合部１２ｂにマーキング１２ｄを付加することにより、絶縁板１２の肉厚を均一にすることができる。

実施の形態３．
図１０はこの発明の実施の形態３における電動機用絶縁体をシャフトの先端側から見た正面図である。なお、実施の形態１と同一又は相当部分には同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態３の絶縁板１２は、実施の形態１の絶縁板１２にマーキング１２ｅを付加したものである。マーキング１２ｅは、各第２嵌合部１２ｃの外周面から絶縁板１２の内側に凹むように形成される。

以上で説明した実施の形態３によれば、絶縁板１２の外側から第２嵌合部１２ｃの位置を確認できる。このため、シャフト１と絶縁板１２との位置を容易に合わせることができる。

また、第２嵌合部１２ｃにマーキング１２ｅを付加することにより、絶縁板１２の肉厚を均一にすることができる。

実施の形態４．
図１１はこの発明の実施の形態４における電動機用絶縁体をシャフトの先端側から見た正面図である。なお、実施の形態１と同一又は相当部分には同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態４の絶縁板１２は、実施の形態１の絶縁板１２にマーキング１２ｆを付加したものである。マーキング１２ｆは、各第２嵌合部１２ｃのロータ鉄心２とは反対側の端面に形成される。

以上で説明した実施の形態４によれば、実施の形態３と実施の形態４と同様に、シャフト１と絶縁板１２との位置を容易に合わせることができる。

なお、実施の形態１〜実施の形態４の電動送風機は、電気掃除機や手乾燥装置等、比較的高い出力を必要とするものに利用される。

１ シャフト
１ａ 本体部
１ｂ ナール加工部
２ ロータ鉄心
３ 整流子
４ａ 第１軸受
４ｂ 第２軸受
５ａ 第１フレーム
５ｂ 第２フレーム
６ ブラシホルダ
７ ブラシ
８ 固定子
９ 界磁巻線
１０ 羽根
１１ ナット
１２ 絶縁板
１２ａ 圧入部
１２ｂ 第１嵌合部
１２ｃ 第２嵌合部
１２ｄ〜１２ｆ マーキング

Claims (5)

1. シャフトの長手方向に沿って前記シャフトの外周面に形成されたナール加工部に圧入された鉄心の両側から前記シャフトに圧入するための内径を有した圧入部を備え、
   前記圧入部は、
   前記鉄心が圧入された側とは反対側から前記シャフトに挿入されるときに前記ナール加工部と嵌め合うように、前記圧入部の中心軸方向から見た際の内径が設定された第１嵌合部と、
   前記鉄心が圧入された側から前記シャフトに挿入されるときに前記鉄心の圧入によりつぶれたナール加工部と嵌め合うように、前記圧入部の中心軸方向から見た際に前記第１嵌合部とはずれた位置で前記第１嵌合部の内径よりも小さい内径が設定された第２嵌合部と、
   を備えた電動機用絶縁体。
2. 前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部の一方の外周面に形成されたマーキング、
   を備えた請求項１記載の電動機用絶縁体。
3. 前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部の一方の前記鉄心とは反対側の端面に形成されたマーキング、
   を備えた請求項１又は請求項２に記載の電動機用絶縁体。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電動機用絶縁体を備えた電動機。
5. 請求項４記載の電動機と、
   前記電動機の駆動により風を発生させる羽根と、
   を備えた電動送風機。

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