KR100233203B1

KR100233203B1 - 전동송풍기와 그 제조방법

Info

Publication number: KR100233203B1
Application number: KR1019960011532A
Authority: KR
Inventors: 유지 다까하시; 슈이찌 오다까; 유지 나까하라
Original assignee: 이시카와 히로아키; 미쓰비시덴끼 홈기기 가부시키가이샤; 다니구찌 이찌로오; 미쓰비시덴키 가부시키가이샤; 기타오카 다카시
Priority date: 1995-09-29
Filing date: 1996-04-17
Publication date: 1999-12-01
Also published as: CN1077342C; CN1147163A; KR970018929A; JPH0998545A

Abstract

전기 청소기 등에 사용되는 전동송풍기에 관한 것으로써, 회전코어로의 권선이 용이하고 또 느슨해지거나 움직이거나 할 우려가 없는 고정자를 사용해서 효율을 향상시키기 위해, 자성재료를 프레스펀칭해서 직선형상으로 연결한 연결 고정자 코어를 여러개 적층하여 수지일체성형 및 도장 등에 의해 절연처리를 실시한 후, 연결고정자 코어의 자극부에 고정자 권선으로 권선을 실행하고, 연결고정자 코어의 양끝을 장력을 가한 상태로 유지함과 동시에 권선기의 노즐을 자극부를 중심으로 해서 주회시켜서 고정자 권선에 의해 정렬권선을 형성하고, 권선후의 연결고정자 코어는 회전자 대향면에 원통형상의 지그를 당접시키면서 두께가 얇은 부분을 구부려 원하는 고정자 형상으로 성형하도록 하였다.

이것에 의해, 송풍효율이 좋아지고 전동송풍기의 냉각효과의 개선 및 전동 송풍기 손실중의 하나인 풍량손실을 저감할 수 있다.

Description

전동송풍기와 그 제조방법

제1도는 본 발명의 실시예 1의 고정자를 도시한 정면도.

제2도는 본 발명의 실시예 1의 고정자를 도시한 측면도.

제3도는 본 발명의 실시예 1의 고정자 권선의 정렬권을 도시한 도면.

제4도는 본 발명의 실시예 1의 고정자의 구부림상태를 도시한 정면도.

제5도는 본 발명의 실시예 2의 고정자를 도시한 일부사시도.

제6도는 본 발명의 실시예 2의 고정자를 프레임내에 삽입한 상태를 도시한 도면.

제7도는 본 발명의 실시예 3의 고정자 코어를 프레스펀칭하는 상태를 도시한 도면.

제8도는 본 발명의 실시예 3의 고정자 코어를 프렌스펀칭하는 상태를 도시한 도면.

제9도는 본 발명의 실시예 4의 고정자 코어와 회전자를 프레스펀칭하는 상태를 도시한 정면도.

제10도는 본 발명의 실시예 4의 회전자 코어를 전개한 상태를 도시한 정면도.

제11도는 종래의 고정자를 도시한 정면도.

제12도는 종래의 고정자를 도시한 측면도.

제13도는 종래의 고정자의 권선 후를 도시한 측면도.

제14도는 종래의 고정자의 권선 후를 도시한 측면도.

제15도는 종래의 고정자에 자동권선기에 의해서 권선을 실행할 때의 정면도.

제16도는 종래의 고정자에 자동권선기에 의해서 권선을 실행할 때의 측면도.

제17도는 종래의 고정자를 전동송풍기에 조립한 상태를 도시한 단면도.

제18도는 종래의 고정자의 프레임내 삽입을 도시한 정면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 고정자 2 : 고정자 코어

3 : 고정자 권선 4 : 폴부

5 : 슬롯 6 : 절연부

7 : 슬롯 주변부 8 : 슬롯 내면부

9 : 리테이너 10 : 폼

11 : 니들 12 : 회전자

13 : 프레임 14 : 브래킷

15 : 팬 16 : 팬가이드

17 : 자극부 18 : 권선기 노즐

19 : 지그 20 : 두께가 얇은 부분

21 : 요크부 23 : 단자대

24 : 전력공급단자 25 : 분리전개면

25a : 펀칭부 25b : 반(半)펀칭부

26 : 회전축 27 : 전자(電磁)강판

본 발명은 전기청소기 등에 사용하는 전동송풍기에 관한 것으로서, 특히 고정자의 구조 및 그 제조방법에 관한 것이다.

제11도는 일본국 특허공개공보 평성 3-190542호에 개시된 종래의 전동송풍기에 있어서의 권선전의 고정자의 상태를 도시한 평면도, 제12도는 그의 단면도이다. 제13도는 고정자 권선을 감은 후의 상태를 도시한 평면도, 제14도는 그의 측면도이다.

도면에 있어서, (1)은 고정자이고, (2)는 전자강판 등을 적층해서 이루어지는 고정자 코어, (3)은 에나멜선 등으로 이루어지는 고정자 권선으로서, 고정자 코어의 폴부(pole portion)(4)부근에 형성된 슬롯부(5)에 감겨져 있다. (6)은 고정자 코어(2)와 고정자 권선(3)을 절연시키는 고정자 절연부로서, 통상 고정자 코어(2)의 슬롯 주변부(7)에서부터 슬롯 내면부(8)을 피복하도록 형성되어 있다.

제15도는 전동송풍기의 고장자 코어(2)에 자동 권선기에 의해 고정자 권선(3)을 감을 때의 상태를 도시한 평면도, 제16도는 그의 측면도이다. 도면에 있어서, (9)는 한쌍의 리테이너, (10)은 권선을 실행할 때의 지그인 폼, (11)은 권선을 실행하는 니들이다. 제17도는 전동송풍기의 고정자(1)에 회전자(12)를 장착해서 전동송풍기에 조립한 상태를 도시한 단면도, 제18도는 고정자를 프레임내에 마련한 정면도로서, (1)은 고정자, (3)은 고정자 권선, (12)는 회전자, (13)은 프레임, (13a)는 프레임 내주면, (14)는 브래킷, (15)는 팬, (16)는 팬가이드, (26)은 회전축이다.

상기와 같은 전동송풍기의 고정자(1)의 고정자 절연부(6)은 고정자 코어(2)와 고정자 권선(3)이 안정된 절연을 유지하기 위해서 일정 두께를 갖고, 고정자 코어(2)의 끝면에서 고정자 권선(3)이 접촉하는 슬롯 주변부(7)에서 슬롯 내면부(8)에 걸쳐서 일체적으로 절연물에 의해 피복하는 것에 의해서 그 절연성을 높이고 있다.

이와 같은 전동송풍기의 고정자(1)에 있어서는 고정자 코어(2)에 고정자 권선(3)을 감을 때, 통상 자동 권선기를 사용하고 있다. 권선을 실행함에 있어서는 먼저 고정자 코어(2)의 측면을 고정시키고, 제16도에 도시한 바와 같이 고정자 코어(2)의 양 끝면의 풀부(4) 부근에 리테이너(9)를 끼워 넣는다. 다음에, 폼(10)을 고정자 코어(2)의 내주측에 삽입해서 리테이너(9)와 연결하고, 폼(10)을 각각 리테이너(9)측으로 잡아당겨 고정시킨다. 그리고, 제16도에 도시한 바와 같이 니들(11)이 돌입방향으로 이동해서 고정자 코어(2)에 권선을 실행한다.

이와 같이 해서 권선을 실행하는 것은 고정자 권선(3)의 코일엔드(coil end)를 고정자 코어(2)의 끝면의 슬롯 주변부(7)상으로 넓어지는 형태로 감으므로, 고정 지그에 의해서 고정자 코어(2)의 끝면의 고정자 절연부(6)을 누를 수 없다.

제18도에 도시한 바와 같이, 종래의 프레임 내주면(13a)와 고정자 권선(3)의 코일엔드 사이에는 공간거리는 거의 없어 자극부 끝면의 고정자 절연부상에 단자대를 마련하는 것은 곤란하였다.

또, 권선이 종료하면 리테이너(9)를 빼내므로, 고정자 코어(2)와 고정자 권선(3) 사이에는 공간부가 형성된다.

종래의 전동송풍기의 고정자는 상기와 같이 구성되어 있었으므로, 고정자 권선(3)의 권선 후에 리테이너(9)를 고정자 코어(2)와 고정자 권선(3) 사이에서 빼내지 않으면 안된지만, 리테이너(9)를 빼내기 위해서는 큰 힘을 필요로 하기 때문에 매우 번거롭고 또 리테이너(9)를 무리하게 빼내어 고정자 권선(3)을 손상시켜 버리는 일이 있었다. 또, 리테이너(9)를 빼낸 후 고정자 코어(2)와 고정자 권선(3) 사이에 공간부가 형성되므로, 권선의 사용량이 많아지는 것에 의해서 권선 저항이 커져 효율이 저하하는 요인으로 된다.

코일권선은 정렬해서 감는 것이 코일형상의 간소화(콤팩트화)나 특성 향상, 신뢰성 향상에 기여하지만, 리테이너(9)와 고정자 코어(2)의 공간이 매우 좁으므로 정렬해서 감는 것(이하, 정렬권(整列券)이라 한다)을 실현할 수는 없다. 또, 권선시의 텐션(장력)을 계속해서 유지할 수 없는 것도 정렬권이 불가능한 이유이다.

또, 슬롯 주변부 상의 코일엔드가 커져 권선시에 요크부에 고정자 권선이 접촉할 우려가 있음과 동시에, 코일엔드가 전동송풍기의 풍로 저항으로 되어 전동송풍기로서의 효율을 저감시킬 우려가 있었다.

본 발명의 목적은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 고정자 코어(2)로의 권선이 용이하고 권선이 느슨해지거나 움직일 우려가 없고 코일 엔드가 작은 전동송풍기를 제공하는 것이다.

본 발명에 관한 전동송풍기는 자성재료로 적층되고, 자극부와 요크부를 갖고, 상기 자극부와 요크부를 연결하는 두께가 얇은 부분을 마련하고, 상기 두께가 얇은 부분을 구부려서 고리형상으로 형성된 고정자 코어와 상기 자극부에 정렬해서 감겨진 고정자 권선으로 이루어지는 고정자를 구비한 것이다.

또, 자극부에 외부의 전력공급부와 접속되는 접속단자부를 마련한 것이다.

또, 전동송풍기의 제조방법으로서는 회전자와 대향하는 원호부를 갖는 자극부 및 상기 자극부와 두께가 얇은 부분을 거쳐서 접속되는 요크부를 1개의 블럭으로 하고, 여러개의 상기 블럭을 두께가 얇은 부분을 거쳐서 직선형상으로 연결한 상태에서 또한 상기 원호부의 끝부를 두께가 얇은 부분에 의해 외측으로 구부린 상태에서 자성재료를 프레스펀칭하고, 상기 원호부의 두께가 얇은 부분을 내측으로 구부리고, 수지일체성형에 의해 자극부의 절연처리를 실행하고, 상기 자극부에 고정자 권선을 정렬해서 감고, 권선 후 상기 두께가 얇은 부분을 구부려서 고리형상으로 형성하도록 제조한 것이다.

또, 회전자와 대향하고 또한 고정자 권선이 배치되는 자극부, 상기 자극부 사이에 마련된 요크부 및 상기 자극부와 요크부를 연결하는 두께가 얇은 부분을 갖는 고리형상의 고정자 코어와 회전자를 자성재료에 의해 세트로 프레스펀칭하고, 그 후 상기 자극부와 요크부를 두께가 얇은 부분을 구부려서 직선형상으로 연결한 상태에서 전개해서 수지일체성형에 의해 상기 자극부의 절연처리를 실행하고, 상기 자극부에 고정자 권선을 정렬해서 감고, 권선 후에는 상기 자극부가 회전자와 대향하도록 상기 두께가 얇은 부분을 구부려서 제조한 것이다.

[실시예 1]

이하, 본 발명의 실시예 1에 대해서 제1도∼제4도를 사용해서 설명한다.

제1도는 실시예 1의 고정자를 도시한 정면도로서, 수지일체성형 및 도장 등에 의해 절연처리를 실시한 후, 고정자 코어의 자극부에 고정자 권선을 정렬해서 감은 고정자이다. 제2도는 그의 측면도, 제3도는 고정자 코어의 자극부에 고정자 권선기에 의해 권선을 실행한 상태를 도시한 도면, 제4도는 고정자의 구부림 상태를 도시한 도면이다. 도면에 있어서, (2)는 고정자 코어, (3)은 고정자 권선, (6a)는 고정자의 절연부, (17)은 자극부(磁極部), (18)은 권선기의 노즐, (19)는 지그, (20)은 두께가 얇은 부분, (21)은 자극부(17)과 두께가 얇은 부분(20)을 거쳐서 연결되는 요크부로서 자극부(17)사이에 마련되어 자기회로를 형성한다.

다음에, 권선동작에 대해서 설명한다.

전개된 고정자 코어(2a)의 자극부(17)의 절연부(6a)는 수지성형 등의 절연물이 피복되어 절연처리되어 있다. 권선은 제3도에 도시된 바와 같이, 직선형상으로 연결된 고정자 코어(2a)의 양끝을 유지하고, 권선기의 노즐(18)을 자극부(17)을 중심으로 해서 주회시키고, 고정자 코어(2a)에 고정자 권선(3)을 정렬해서 감아 형성한다. 권선 후 직선형상으로 연결된 고정자 코어(2a)는 제4도에 도시한 바와 같이, 전동송풍기의 회전자와 대향하는 면에 원통형상의 지그(19)를 당접시키면서 두께가 얇은 부분(20)을 구부려서 원하는 고정자 형상으로 성형한다.

실시예 1에 의하면, 고정자 코어(2)를 자극부와 요크부로 분할하고 전개해서 고정자 권선을 정렬해서 감았으므로, 권선기의 노즐(18)의 회전해서 감는 영역을 충분하게 확보할 수 있어 항상 필요한 텐션을 가해서 감을 수 있으므로 정렬권이 가능하다. 그 때문에, 코일엔드를 작게 할 수 있으므로 요크부(21)과의 절연거리를 충분하게 확보할 수 있다.

코일엔드를 작게 하는 것에 의해 요크부(21)의 절연물의 필요량을 삭제할 수 있고, 1대 당의 절연물 사용량을 저감할 수 있어 전동송풍기의 회전자부와 대향하는 요크부(21)내주 개구면적으로 넓게 취할 수 있다. 그 결과, 전동송풍기의 냉각효과의 개선 및 전동송풍기 손실의 하나인 풍량손실을 저감할 수가 있다.

또, 고정자 권선(3)을 정렬해서 감을 수 있는 것에 의해서, 종래에 비해서 고정자 권선(3)의 사용량을 약 30% 삭감할 수 있고, 이것에 의해 동(銅) 손실저감에 의한 효율의 개선을 할 수 있다. 또, 정렬권이 가능한 것에 의해서 전동 송풍기의 회전축(26)(제17도에 도시함) 방향의 코일엔드도 작게 할 수 있고, 고정자(1)을 수납고정시키는 프레임(13)에 수납한 후 회전자(12)를 삽입하고, 회전자(12)를 프레임(13)에 고정시키는 브래킷(14)를 부착한 전동송풍기에서는 정렬해서 감은 고정자 권선(3)과 상기 브래킷(14) 사이의 공간거리를 넓게 확보할 수 있으므로 송풍효율이 양호하게 되어 풍량손실 등을 저감할 수 있고 성능개선이 가능 하게 된다.

[실시예 2]

제5도는 실시예 2에 의한 전동송풍기의 고정자의 일부를 도시한 사시도, 제6도는 제5도에 도시한 고정자를 전동송풍기의 프레임에 마련한 상태를 도시한 정면도이다.

제5도에 있어서, (3)은 고정자 권선, (3a)는 고정자 권선 단말부, (6a)는 절연부, (17)은 자극부, (17a)는 자극부 끝면, (23)은 고정자 절연부(6a)와 일체로 성형된 단자재, (24)는 접속단자부인 전력공급단자이다.

권선은 고정자 코어(2)의 자극부(17)에 상술한 실시예 1과 마찬가지로 고정자 권선(3)을 정렬해서 감지만, 감기 시단과 감기 종단의 고정자 권선 단말(3a)를 자극부 끝면(17a)의 고정자 절연부(6a)와 일체로 성형된 단자대(23)상의 외부와 접속하기 위한 전력공급단자(24)에 접속한다. 고정자 권선 단말부(3a)는 접속된 전력공급단자(24)를 거쳐서 외부의 전력공급부와 접속을 실행한다.

제6도에 있어서, (12)는 회전자, (13)은 프레임, (13a)는 프레임 내주면이다. 도면에 도시한 바와 같이 프레임 내주면(13a)와 고정자 권선(3)의 코일엔드 사이에 공간을 확보할 수 있으므로, 자극부 끝면(17a)의 고정자 절연부(6a)와 일체로 성형된 고정자대(23)을 마련하는 것이 가능하게 된다.

실시예 2에 의하면, 자극부 끝면(17a)의 고정자 절연부(6a)와 일체로 성형된 고정자대(23)을 마련했으므로, 권선 후의 절연시험에 있어서 전력공급 단자부에 전극을 세트하는 것만으로 간단하게 시험할 수 있으므로 용이하다.

또, 권선에서는 감시 시단과 감기 종단의 고정자 권선 단말부(3a)를 자극부 끝면의 절연물부(6a)와 일체로 성형된 단자대(23)상의 외부와 접속하기 위한 전력공급단자(24)에 접속할 수 있으므로, 권선 후의 감기 흐트러짐을 방지할 수 있다.

[실시예 3]

제7도 및 제8도는 실시예 3에 의한 전동송풍기의 제조방법을 도시한 도면으로서, 자성재료인 전자(電磁)강판에 전개된 고정자 코어를 프레스펀칭하는 상태를 도시한 도면이다. 제7도에 있어서, (17)은 자극부이고, (17b)는 자극부(17)의 회전자와 대향하는 원호부이다. (20a)는 두께가 얇은 부분으로서, 원호부 (17b)의 일부는 이 두께가 얇은 부분(20a)에 의해 자극부측을 향하도록 배치되어 있다. (21)은 요크부, (27)은 전자강판이다.

제7도에 있어서는 전자강판(27)의 롤방향을 따라서 자극부(17)과 요크부(21)이 교대로 접속되어 1조를 형성하는 고정자 코어(2a)가 연속해서 배치된 구조를 도시하고 있다.

또, 제8도에 있어서는 전자강판(27)의 폭방향 즉 롤방향과 직교하는 방향으로 하나의 고정자 코어(2a)가 배치되고, 롤방향을 따라 자극부(17)과 요크부(21)이 교대로 접속된 다수의 고정자 코어(2a)가 연속적으로 배치된 구조를 도시하고 있다.

제7도 및 제8도에 있어서, 고정자 코어(2a)는 프레스펀칭에 의해 형성된다. 또한, 펀칭해서 적층한 후, 자극부(17)의 원호부(17b)의 일부는 두께가 얇은 부분(20a)에 의해 구부린 후 용접 등에 의해 접합된다.

실시예 3에 의하면. 고정자 코어(2a)를 여러개 세트로 취하는 것에 의해서 프레스펀칭후의 폐기재료를 저감할 수 있어 효율좋은 재료활용이 가능하고 자성 재료의 판재를 유효하게 활용할 수 있다.

[실시예 4]

실시예 4에 의한 전동송풍기의 고정자 제조방법을 제9도와 제10도를 사용해서 설명한다. 제9도는 전개하지 않고 펀칭한 고정자 코어를 도시한 정면도, 제10도는 제9도의 고정자 코어를 펀칭한 후 전개시킨 상태를 도시한 도면이다.

도면에 있어서, (12)는 회전자, (17)은 자극부, (20)은 두께가 얇은 부분, (21)은 요크부, (25)는 분리전개면, (25a)는 절단부, (25b)는 반(半)펀칭부이다.

자극부(17)은 회전자(12)의 수용공간을 거쳐서 대향하여 한쌍으로 마련되고 또한 각각 고정자 권선이 실시된다. 요크부(21)은 양 자극부(17) 사이에 마련되어 자기회로를 형성한다. 또, 요크부(21)은 두께가 얇은 부분(20)에 의해 각각 연결되어 있다.

회전자(12)와 세트로 프레스펀칭하는 경우, 두께가 얇은 부분(20)의 요크부(21)과 자극부(17)과의 분리전개면(25)를 요크부(21)과 자극부(17)을 절단하는 절단부(25a)와 반펀칭한 상태의 반펀칭부(25b)로서 펀칭하고, 적층고정시킨 후 자극부(17)과 요크부(21)을 두께가 얇은 부분(20)의 분리전개면(25)에서 직렬로 전개한다. 그리고, 자극부(17)을 절연처리하고, 정렬해서 권선한 후, 분리전개면(25)에서 구부려서 자극부(17)이 회전자(12)와 대향하는 위치로 되도록 설치하고, 자극부(17)과 요크부(21)의 분리전개면(25)의 이음매(맞춤부분)을 접합한다.

또, 적층고정시킨 후 자극부(17)을 절연처리한다. 그리고, 자극부(17)과 요크부(21)을 두께가 얇은 부분(20)의 분리전개면(25)에서 직렬로 전개하고 나서 정렬권선을 실행해도 좋다.

실시예 4에 의하면, 제8도 및 제9도와 같이 최초부터 전개한 경우는 고정자(1)과는 달리 회전자(12)를 프레스펀칭할 필요가 있지만, 회전자(12)와 세트로 취하도록 했으므로 프레스펀칭의 공정수를 삭감할 수 있다는 효과가 얻어진다.

또, 최초부터 고정자 코어를 전개해서 프레스펀칭한 경우에는 요크부 또는 자극부 중의 어느 한쪽은 롤방향과 일치하지 않지만, 롤방향의 자기특성은 롤방향과 직교방향에 대해 우수하므로, 실시예 4에 의하면 요크부와 자극부가 롤방향과 일치하기 때문에 자성방향을 일치시킬 수 있어 특성적으로도 더욱 우수한 것으로 된다.

Claims

자성재료로 적층되고, 자극부와 요크부를 갖고, 상기 자극부와 요크부를 연결하는 두께가 얇은 부분을 마련하고, 상기 두께가 얇은 부분을 구부려서 고리형상으로 형성된 고정자 코어 및 상기 자극부에 정렬해서 감겨진 고정자 권선으로 이루어지는 고정자를 구비한 것을 특징으로 하는 전동송풍기.
제1항에 있어서, 자극부에 외부의 전력공급부와 접속하는 접속단자부를 마련한 것을 특징으로 하는 전동송풍기.
회전자와 대향하는 원호부를 갖는 자극부 및 상기 자극부와 두께가 얇은 부분을 거쳐서 접속되는 요크부를 1개의 블럭으로 하고, 여러개의 상기 블럭을 두께가 얇은 부분을 거쳐서 직선형상으로 연결한 상태에서 또한 상기 원호부의 끝부가 상기 자극부를 향한 상태에서 자성재료를 프레스펀칭하고, 펀칭된 상기 원호부의 두께가 얇은 부분을 내측으로 구부려 수지일체성형에 의해 자극부의 절연처리를 실행하고, 상기 자극부에 고정자 권선을 정렬해서 감고, 권선후 상기 두께가 얇은 부분을 구부려 고리형상으로 형성하는 것을 특징으로 하는 전동송풍기의 제조방법.
회전자와 대향하고 또한 고정자 권선이 배치되는 자극부, 상기 자극부사이에 마련된 요크부 및 상기 자극부와 요크부를 연결하는 두께가 얇은 부분을 갖는 고리형상의 고장자 코어와 회전자를 자성재료에 의해 세트로 프레스펀칭하고, 그 후 상기 자극부와 요크부를 두께가 얇은 부분을 구부려서 직선형상으로 연결한 상태에서 전개해서 수지일체성형에 의해 상기 자극부의 절연처리를 실행하고, 상기 자극부에 고정자 권선을 정렬해서 감고, 권선 한 후에는 상기 자극부가 회전자와 대향하도록 상기 두께가 얇은 부분을 구부리를 것을 특징으로 하는 전동 송풍기의 제조방법.