JPH08275416A - 電動機の固定子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 継鉄部にトロイダル状に巻回した巻線を有す
る固定子を、樹脂による全体成型を必要とせず鋼板製の
ハウジング内に保持することを目的とする。 【構成】 分割した固定子鉄心１の継鉄部１ａに巻線２
を巻回したボビン３を装着した後、再び固定子鉄心１を
円環状に形成し、この隣接するボビン間に露出する固定
子鉄心１に当接する固定子保持材６を介し、鋼板製のハ
ウジング１１に圧入嵌合する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は扇風機や換気扇等のファ
ン駆動用に使用される、小型の電動機の固定子に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、この種の電動機の固定子において
は、小型化、軽量化、高効率化が強く要求されるととも
に、その生産工程の見直しや材料の選定等により、さら
なるコスト合理化が要求されている。

【０００３】従来、この種の電動機の固定子は、特公平
１−４７１００号公報に示すような構成が一般的であっ
た。以下、その構成について図７および図８を参照しな
がら説明する。図に示すように、円環状の固定子鉄心１
０１は磁路を形成する継鉄部１０１ａと、内周側へ突出
し磁極を形成する複数個の歯部１０１ｂとからなり、隣
接する歯部１０１ｂによってスロット１０６が形成され
ている。この固定子鉄心１０１の内周面を除く表面、す
なわち固定子鉄心１０１の積層方向の両端面、スロット
１０６の内周面および継鉄部１０１ａの外周面に樹脂に
よる絶縁層１０３を成型し、前記スロット１０６毎に必
要量の巻線１０２を絶縁層１０３を介し継鉄部１０１ａ
の周囲にトロイダル状に巻回されている。さらに、スロ
ット１０６の内周近傍に絶縁フィルムからなるウェッジ
１０４を挿入し、巻線１０２を含む固定子鉄心１０１全
体を回転子（図示せず）を挿入する孔１０７を除いてモ
ールド樹脂１０５でドーナッツ状に成型している。

【０００４】上記構成において、巻線１０２は絶縁層１
０３を介し継鉄部１０１ａに直接巻回されるため巻線１
０２の素線一本一本が密着し、巻線１０２のコイルエン
ドは極めて小さくなり、従って固定子鉄心１０１の軸方
向寸法の小さい薄型化が図れることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の電動
機の固定子では、継鉄部１０１ａに巻線１０２を巻回す
るトロイダル状であることから、軸方向寸法が小さくな
り薄型化への要求には十分対応できるものの、モールド
樹脂１０５の材料選定にあたっては機械的強度、絶縁性
能、難燃性等に対して十分考慮すべき必要があり、従っ
てガラス繊維等を混入した高品質の材料で全体を成型す
るため電動機の体積当たりの重量が大きくなるととも
に、巻線１０２を含めてモールド樹脂１０５で成型する
ため、材料の注入圧力による巻線１０２の素線間の絶縁
劣化を生じるという問題があった。

【０００６】また、モールド樹脂１０５で一体的に成型
しているため材質ごとの分別処理が非常に困難を極める
ことから、生産工程時の不良品や製品寿命時の廃棄には
電動機の固定子の全てが産業廃棄物として処理されてお
り、これは地球規模で進めるべき環境問題への取り組
み、つまり省資源化、産業廃棄物の減少化の流れに逆行
してしまうという問題もあった。

【０００７】本発明は上記課題を解決するもので、巻線
巻装されたボビンを装着した固定子鉄心を固定子保持材
を用いて鋼板製のハウジングに保持固定することで、樹
脂による全体成型の必要のない電動機の固定子を提供す
ることを第１の目的とする。

【０００８】第２の目的は、巻線と固定子鉄心、固定子
保持材およびハウジング間の十分な絶縁を確保すること
にある。

【０００９】第３の目的は、固定子保持材の位置保持の
精度を高めるとともに、ハウジングとの嵌合強度を向上
することにある。

【００１０】第４の目的は、巻線から発生する磁束の鉄
心外部への漏れを無くし、熱の伝達を円滑にし、電動機
の運転効率を劣化させないことにある。

【００１１】第５の目的は、固定子鉄心の軸方向の位置
決め精度を向上させるとともに、固定子鉄心と固定子保
持材の接触面積を増大させ、熱の伝達を円滑にし、電動
機の運転効率を劣化させないことにある。

【００１２】第６の目的は、固定子鉄心の径方向の位置
決め精度を向上させるとともに、巻線から発生する熱を
円滑にハウジングへ伝達し、電動機の運転効率を劣化さ
せないことにある。

【００１３】第７の目的は、固定子鉄心の固定子保持材
への圧入作業性を向上させることにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の電動機の固定子
は上記第１の目的を達成するために、第１の手段は磁路
を形成する円環状の継鉄部と、内周方向に突出し磁極を
形成する歯部とを有し、前記継鉄部で周方向に歯部の数
だけ分割してなる固定子鉄心と、前記継鉄部に装着する
巻線を必要量巻回したボビンと、ボビンを装着した固定
子鉄心の隣接するボビン間に位置する固定子保持材と、
固定子保持材を圧入嵌合する有底円筒状の鋼板製ハウジ
ングからなる構成とする。

【００１５】また、第２の目的を達成するために、第２
の手段はボビンは継鉄部の内周側および外周側に位置す
る両壁部の先端近傍に、ヒンジ構造で可動機構を有する
鍔部を一体成型し、ボビンへ巻線を巻回したのちこの鍔
部を交互に巻線側に折曲げ、それぞれが重なり合い、巻
回された巻線の表面を覆い隠し、非充電部との絶縁距離
を十分確保できる距離を有する構成とする。

【００１６】また、第３の目的を達成するために、第３
の手段は固定子保持材は隣接するボビン間に露出する固
定子鉄心の継鉄部に圧接する複数個の柱状の保持部と、
この保持部を立設しハウジング内に嵌合される円環部と
を一体に成型した構成とする。

【００１７】また、第４の目的を達成するために、第４
の手段は保持部と円環部からなる固定子保持材に、アル
ミニウムを用いて成型した構成とする。

【００１８】また、第５の目的を達成するために、第５
の手段は固定子保持材の柱状の保持部に、固定子鉄心の
積層方向の一端面を係止する段部を内周方向に延設した
構成とする。

【００１９】また、第６の目的を達成するために、第６
の手段は固定子保持材の柱状の保持部の内側面は継鉄部
の外径寸法に沿った同心円円弧状に形成し、保持部と円
環部の外側面を、圧接するハウジングの内径寸法に沿っ
た同心円の円弧状に形成した構成とする。

【００２０】また、第７の目的を達成するために、第７
の手段は固定子保持材の柱状の保持部の前記段部からの
軸方向長さは、固定子鉄心より突出する長さを有し、こ
の突出した先端内側面にテーパ部を形成した構成とす
る。

【００２１】

【作用】本発明は上記した第１の手段の構成により、固
定子鉄心の外周面に巻線が存在する場合でも、隣接する
ボビン間に固定子保持材を介在させて固定子鉄心の継鉄
部を押圧することで、樹脂による全体成型無しでハウジ
ング内に保持固定することができる。

【００２２】また、第２の手段の構成により、一体成型
したボビンの鍔部を折り曲げることで容易に充電部であ
る巻線と、非充電部である固定子鉄心、ハウジングおよ
び固定子保持材との絶縁距離を十分に確保することがで
きる。

【００２３】また、第３の手段の構成により、固定子保
持材の保持部の位置精度と保持強度の向上ならびに、鋼
板製ハウジングとの接触面積を増大させることができ
る。

【００２４】また、第４の手段の構成により、非磁性材
であることから磁束の漏れを防ぐことができるととも
に、巻線から発生する熱の伝達が良好になる。

【００２５】また、第５の手段の構成により、固定子保
持材の段部に固定子鉄心が当接することで固定子鉄心の
軸方向の位置決め精度が向上するとともに、固定子保持
材との接触面積を増大させることができる。

【００２６】また、第６の手段の構成により、固定子保
持材の保持部と継鉄部間および保持部とハウジング間の
接触面をより密着させることができる。

【００２７】また、第７の手段の構成により、テーパ部
が固定子鉄心をガイドし、固定子保持材への圧入作業を
容易にすることができる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の第１実施例について、図１お
よび図２を参照しながら説明する。

【００２９】図に示すように、円環状の固定子鉄心１は
磁路を形成する継鉄部１ａと、内周側へ突出し磁極を形
成する複数個の歯部１ｂを備え、継鉄部１ａの分割部１
ｃにおいて歯部１ｂの数だけ周方向に分割されている。
ボビン３は樹脂で一体成型されており必要量の巻線２が
巻回され、前記継鉄部１ａに装着し、その後固定子鉄心
１を円環状に形成する。固定子保持材６は隣接するボビ
ン３間に露出する継鉄部１ａの外周面に位置し、ボビン
３の壁部３ｂ間の幅寸法よりわずかに小なる寸法を有
し、この固定子保持材６を介し鋼板製のハウジング１１
に圧入嵌合する。

【００３０】上記構成により、ボビンを装着することで
隣接のボビン間に固定子鉄心の継鉄部の一部が露出する
ことになり、この露出部に対し固定子保持材が固定子鉄
心の径方向に対し均等に押圧することになり、この固定
子保持材を介し鋼板製のハウジング内に固定子を保持す
ることができる。

【００３１】このように本発明の第１実施例の電動機の
固定子によれば、巻線を装着した固定子鉄心の保持固定
に樹脂による全体成型の必要がなくなる。

【００３２】つぎに本発明の第２の実施例について図２
および図３を参照しながら説明する。

【００３３】なお第１実施例と同一部分には同一記号を
付し、その詳細な説明は省略する。図に示すように、ボ
ビン３は固定子鉄心１を通し、巻線２を巻回する筒部３
ａと歯部１ｂに沿う２つの壁部３ｂとを有し、さらに前
記壁部３ｂにおいて、装着する継鉄部１ａに対し内周側
および外周側方向の先端にヒンジ部５を形成し可動機構
を有する鍔部４を樹脂材で一体に成型している。ここ
で、鍔部４のヒンジ部５から先端までの長さは、このボ
ビン３に巻線２を巻回した後、鍔部４を巻線２側に折り
曲げた状態でお互いの鍔部４が十分重なり合い、巻線２
とハウジング１１の間、巻線２と歯部１ｂの間および巻
線２と固定子保持材６との間の電気的絶縁距離を十分確
保できる長さを有する。

【００３４】上記構成により、鍔部を巻線側に折り曲
げ、その重なり合う長さを２．５から３．０ｍｍ以上に
確保しておけば、充電部である巻線と非充電部である固
定子鉄心やハウジングとの沿面および空間距離が確保で
きる。

【００３５】このように本発明の第２実施例の電動機の
固定子によれば、巻線の内周側にウェッジ等の別部材を
使うことなく絶縁ができるため、絶縁部品の脱落等の心
配はなく、さらに巻線の外周側では巻線とハウジングと
の空間距離を最小限にとどめることから、ハウジング径
を必要最小限に小型化できる。

【００３６】つぎに本発明の第３の実施例について図４
および図６を参照しながら説明する。

【００３７】図に示すように、固定子保持材６は固定子
鉄心１の分割数と同数の柱状の保持部７を円環部８上に
立設してなり、かつ保持部７は円環部８の周方向に等間
隔に配列して一体成型している。

【００３８】上記構成により、円環部と保持部を一体成
型するため固定子保持材が一部品となり、その取り扱い
が容易になり、また保持部の位置がずれるということが
なくなる。

【００３９】このように本発明の第３実施例の電動機の
固定子によれば、固定子鉄心の継鉄部が露出した部分に
当接する保持部の位置決め精度を向上することができ
る。

【００４０】つぎに本発明の第４の実施例について図４
を参照しながら説明する。図に示すように、柱状の保持
部７と円環部８からなる固定子保持材６にアルミニウム
を用いて一体成型している。

【００４１】上記構成により、非磁性材料であるため固
定子鉄心の継鉄部に固定子保持材が当接しても継鉄部か
ら保持部を介して磁束が外部に漏れることを防ぐことが
でき、また熱伝導率が比較的大きいため巻線から発生す
る熱がボビンを介し、継鉄部から固定子保持材さらに鋼
板製ハウジングへ良好に伝達し、巻線内に熱がこもると
いうことがなくなる。

【００４２】このように本発明の第４実施例の電動機の
固定子によれば、磁束漏れや熱の発生による運転特性の
劣化を防ぐことができる。

【００４３】つぎに本発明の第５の実施例について図４
および図６を参照しながら説明する。

【００４４】図に示すように、固定子保持材６の柱状の
保持部７の下方、すなわち円環部８に近い側に内周方向
に延びる段部９を形成する。

【００４５】上記構成により、巻線を巻回したボビンを
装着し、円環状に形成した固定子鉄心を固定子保持材に
圧入していくとき、保持部下方の段部に固定子鉄心が当
接することで固定子鉄心と固定子保持材の接触面積が増
大し、熱の伝達が円滑になる。

【００４６】このように本発明の第５実施例の電動機の
固定子によれば、固定子保持材の段部で固定子鉄心の積
層方向の位置決めが確実に行え、同時に熱の発生による
運転特性の劣化を防ぐことができる。

【００４７】つぎに本発明の第６の実施例について図５
を参照しながら説明する。図に示すように、固定子保持
材６の保持部７においてその内周面、すなわち継鉄部１
ａと接する側は、継鉄部１ａの外径寸法にプラス公差を
有する同心円弧状で、かつ保持部７と円環部８の外側面
はハウジング１１の内径寸法にマイナス公差を有して形
成している。

【００４８】上記構成により、固定子鉄心と固定子保持
材間および固定子保持材とハウジング間には隙間無く密
着固定され、熱の伝達が円滑になる。

【００４９】このように本発明の第６実施例の電動機の
固定子によれば、固定子鉄心の径方向の位置決めが確実
に行え、同時に熱の発生による運転特性の劣化を防ぐこ
とができる。

【００５０】つぎに本発明の第７の実施例について図４
および図６を参照しながら説明する。

【００５１】図に示すように、固定子保持材６の保持部
７において、段部９からの長さは固定子鉄心１の積層長
よりも大きく形成し、この固定子保持材６に固定子鉄心
１を圧入した際に固定子鉄心１の反圧入側端面より突出
する保持部７の内側面にテーパ部１０を設ける。

【００５２】上記構成により、固定子鉄心を固定子保持
材に圧入する際、テーパ部１０がガイドとなり、鉄心の
角によってアルミニウムからなる固定子保持材が削られ
るということが無くなると同時に、テーパ部は固定子鉄
心端面より突出した部分に設けていることで、保持材と
固定子鉄心との接触面積が減少することもなくなる。

【００５３】このように本発明の第７実施例の電動機の
固定子によれば、運転特性を劣化させることなく、固定
子鉄心の圧入作業性を向上することができる。

【００５４】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によれば分割した固定子鉄心に巻線を巻回したボビン
を装着し、このボビン間に固定子保持材を介在させたの
で樹脂による全体成型を必要とせず固定子をハウジング
内に固定できる電動機の固定子を提供できる。

【００５５】また、ボビンの壁部に可動機構を有する鍔
部を一体成型し、この鍔部を巻線側に折り曲げることに
したので、充電部と非充電部との絶縁が容易になり、外
径を必要最小限に小型化できる電動機の固定子を提供で
きる。

【００５６】また、固定子保持材の保持部を円環部の上
に等間隔で配列し一体成型したので保持部の位置ずれを
無くし、一部材として取り扱いを容易にできる電動機の
固定子を提供できる。

【００５７】また、保持部と円環部からなる固定子保持
材にアルミニウムを用いて一体成型したので、磁束漏れ
や熱の発生による運転特性の劣化を防ぐことのできる電
動機の固定子を提供できる。

【００５８】また、固定子保持部材の柱状の保持部の内
周方向に段部を延設したので、固定子鉄心の軸方向の位
置決めが確実にでき、かつ熱の発生による運転特性の劣
化を防ぐことのできる電動機の固定子を提供できる。

【００５９】また、固定子保持材の保持部の内側面、保
持部および円環部の外側面をそれぞれ固定子鉄心の外径
寸法、ハウジング内径寸法に沿った同心円状にしたので
固定子鉄心の径方向の位置決めが確実にでき、かつ熱の
発生による運転特性の劣化を防ぐことのできる電動機の
固定子を提供できる。

【００６０】また、固定子保持材の保持部の段部からの
長さを、固定子鉄心積層長より大きくし、その固定子鉄
心より突出した部分にテーパ部を設けることにしたの
で、固定子鉄心の圧入作業性を向上することができる電
動機の固定子を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の電動機の固定子を示す平
面図

【図２】同第１および第２実施例の電動機の固定子を示
す部分断面図

【図３】同第２実施例のボビンを示す斜視図

【図４】同第３から第５および第７実施例の固定子保持
材を示す斜視図

【図５】同第６実施例の電動機の固定子を示す部分拡大
図

【図６】同第３、第５、第７実施例の固定子を示す断面
図

【図７】従来の電動機の固定子を示す要部平断面図

【図８】同電動機の固定子を示す縦断面図

【符号の説明】

１ 固定子鉄心 １ａ 継鉄部 １ｂ 歯部 ２ 巻線 ３ ボビン ３ａ 筒部 ３ｂ 壁部 ４ 鍔部 ５ ヒンジ部 ６ 固定子保持材 ７ 保持部 ８ 円環部 ９ 段部 １０ テーパ部 １１ ハウジング

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁路を形成する円環状の継鉄部と、内周
   方向に突出し磁極を形成する歯部とを有し、前記継鉄部
   で周方向に歯部の数だけ分割してなる固定子鉄心と、前
   記継鉄部に装着する巻線を必要量巻回したボビンと、ボ
   ビンを装着した固定子鉄心の隣接するボビン間に位置す
   る固定子保持材と、固定子保持材を圧入嵌合する有底円
   筒状の鋼板製ハウジングからなる電動機の固定子。
2. 【請求項２】 ボビンは継鉄部の内周側および外周側に
   位置する両壁部の先端近傍に、ヒンジ構造で可動機構を
   有する鍔部を一体成型し、ボビンへ巻線を巻回したのち
   この鍔部を交互に巻線側に折曲げ、それぞれが重なり合
   い、巻回された巻線の表面を覆い隠し、非充電部との絶
   縁距離を十分確保できる距離を有する請求項１記載の電
   動機の固定子。
3. 【請求項３】 固定子保持材は隣接するボビン間に露出
   する固定子鉄心の継鉄部に圧接する複数個の柱状の保持
   部と、この保持部を立設しハウジング内に嵌合される円
   環部とを一体に成型した請求項１記載の電動機の固定
   子。
4. 【請求項４】 保持部と円環部からなる固定子保持材
   に、アルミニウムを用いて成型した請求項１記載の電動
   機の固定子。
5. 【請求項５】 固定子保持材の柱状の保持部に、固定子
   鉄心の積層方向の一端面を係止する段部を内周方向に延
   設した請求項１記載の電動機の固定子。
6. 【請求項６】 固定子保持材の柱状の保持部の内側面は
   継鉄部の外径寸法に沿った同心円円弧状に形成し、保持
   部と円環部の外側面を、圧接するハウジングの内径寸法
   に沿った同心円の円弧状に形成した請求項１記載の電動
   機の固定子。
7. 【請求項７】 固定子保持材の柱状の保持部の前記段部
   からの軸方向長さは、固定子鉄心より突出する長さを有
   し、この突出した先端内側面にテーパ部を形成した請求
   項１記載の電動機の固定子。