(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム内に収納された固定子及び回転子と、前記回転子の一端側に設けられたコンミュテータと、前記回転子の他端側に設けられたファンと、固定子コアの内側に設けられた絶縁シートと、前記固定子の少なくとも前記コンミュテータに対向する側の固定子コイルの内側にこの固定子コイルとの間に隙間を有するように設けられた遮蔽板とを備え、前記絶縁シートと前記遮蔽板とは一体成形され、前記遮蔽板の中央部に前記固定子コイルが露出する分離部を設けたことを特徴とする電動送風機。
【請求項２】
フレーム内に収納された固定子及び回転子と、前記回転子の一端側に設けられたコンミュテータと、前記回転子の他端側に設けられたファンと、固定子コアの内側に設けられた絶縁シートと、前記固定子の少なくとも前記コンミュテータに対向する側の固定子コイルの内側にこの固定子コイルとの間に隙間を有するように設けられた遮蔽板とを備え、前記絶縁シートと前記遮蔽板とは一体成形され、前記遮蔽板の中央部に、前記固定子コイルが露出する分離部を設けた電動送風機の製造方法であって、巻線案内治具を前記遮蔽板の前記分離部に対向させ、前記遮蔽板の外側面より外側に迫り出すようにセットして、前記巻線案内治具に沿って前記固定子コイルを巻き付けることを特徴とする電動送風機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気掃除機や電動工具等の回転電器に使用される電動送風機、及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１６は実開昭５７−２７８４０号に示された従来の電動送風機を示す半断面側面図、図１７は従来の電動送風機の固定子の平面図、図１８は図１７におけるＡ側から見た要部を示す図、図１９は従来の電動送風機の動作を説明する図で図１７における上半分に相当する図である。
【０００３】
図において、１は略円筒形状のフレ−ム、２は固定子、２ａは固定子コイル、２ｂは固定子コア、２ｃは固定子コア２ｂにおける軸心方向端面部、３は回転子、３ａは回転子コイルであり、固定子２が回転子３を囲むようにフレ−ム１内に収納されている。回転子３の一端側にはコンミュテ−タ４が設けられ、他端側にはファン５が取り付けられている。固定子２の固定子コイル２ａは、固定子コア２ｂからこの固定子コア２ｂの軸心方向に延出された絶縁性の巻枠６を介して、固定子コア２ｂの軸心方向両端面部２ｃから適当な間隙を有することができるように巻き回されている。７は固定子コイル２ａへの給電用端子である。
【０００４】
コンミュテ−タ４に対しては、フレ−ム１にラジアル方向から挿入、固定されたブラシホルダ−８に摺動可能に装着されたカ−ボンブラシ９がコイルばね１０の弾力により逐次、連続的に摺接されている。一方、フレ−ム１のファン５に対向した端部には吸気孔１１が設けられ、同フレ−ム１のコンミュテ−タ４近傍の側部及び天面部には排気孔１２が設けられている。
【０００５】
また、図１７、図１８に示すように、コンミュテ−タ４と対向した側の固定子コイル２ａの内側部に樹脂製の絶縁性を有する遮蔽板１４を配置し、この遮蔽板１４と固定子コア２ｂの軸心方向端面部２ｃとの間に間隙部１５を設けている。この遮蔽板１４の大きさ（面積）は図１８に示すように固定子コイル２ａの内側面積とほぼ同一であり、固定子コイル２ａと巻枠６との間に挟み込み、両者によって挟持されている。さらに、固定子コイル２ａと固定子コア２ｂとの間には絶縁シ−ト１６が介在している。
【０００６】
従来の固定子コイル２ａの巻線は次のように行われる。まず、間隙部１５に固定子コア２ｂを巻線機に固定する部品が挿入される。次に固定子コア２ｂの内側に巻線案内治具をセットし、その治具形状に沿って、フライヤ−巻線を行う。巻線をする際、巻線案内治具と固定子コイル２ａの間に遮蔽板１４が挟持される格好となり、固定子コイル２ａは図１７に示すように遮蔽板１４に密着して巻かれる。
【０００７】
次に図１９を用いて従来の電動送風機の動作を説明する。カ−ボンブラシ９からの給電により電動送風機が始動すると、カ−ボンブラシ９の摺動摩耗が生じ、そのカ−ボン微粉末がコンミュテ−タ４の回転によって周囲に飛散する。そして、コンミュテ−タ４側の固定子コイル２ａはコンミュテ−タ４のごく近傍にあるため、固定子コイル２ａの内側部に対しては、コンミュテ−タ４から多量のカ−ボン微粉末が直進的に飛んでくる。しかし、遮蔽板１４がカ−ボン微粉末の固定子コイル２ａへの付着を遮断し、フレ−ム１内部に浮遊するカ−ボン微粉末は間隙部１５などを利用して、電動送風機内の空気流に搬送されて、排気孔１２から外部に排出される。そのため、固定子コイル２ａの内側部にカ−ボン微粉末が付着しにくく、カーボンブラシ９の寿命終了時に近い時点に至っても固定子コイル２ａと固定子コア２ｂ間の絶縁不良を招きにくい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
最近の電気掃除機等に用いられる電動送風機は、小型・大容量化の傾向を示し、それに使用される回転子、固定子についても小型化・高効率化・高出力化が求められている。そのため、固定子コイル２ａの電線径を太線化し、巻径ができるだけ小さくなるようにテンションを掛けながらスロット内に無理やり巻き付けるようになってきており、従来のように遮蔽板１４に密着して固定子コイル２ａを巻き付ける構成では、巻線後、巻線案内治具をリセットした際、固定子コイル２ａの巻圧力に遮蔽板１４が負けて、回転子３側に倒れこみ、後工程で回転子３が挿入できないという不具合が発生した。電線径の太線化を進める際、固定子コア２ｂのスロット内に整列して巻線するのが理想であるが、固定子コアを分割できない限り整列巻は難しいと考えられる。また、遮蔽板１４を厚くしたり補強したりすることによって強度を増す工夫を行っても、磁極部歯部の厚さ以上には厚くできない。
また、従来の遮蔽板１４と固定子コア２ｂの軸心方向端面部２ｃとの間に形成された間隙部１５では、その空間が小さすぎて、カーボン微粉末が通過する風路として、その効果を得ることは難しかった。ここで、この間隙部１５を大きくすると、遮蔽板１４の剛性を弱くしてしまうという問題があった。
【０００９】
この発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、カ−ボン微粉末による絶縁不良対策、他部品との絶縁距離不足対策と合わせて、巻径が小さく巻けるようテンションを掛けて巻いても遮蔽板に巻圧力を掛けないような構造の電動送風機を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、フレーム内に収納された固定子及び回転子と、前記回転子の一端側に設けられたコンミュテータと、前記回転子の他端側に設けられたファンと、固定子コアの内側に設けられた絶縁シートと、前記固定子の少なくとも前記コンミュテータに対向する側の固定子コイルの内側にこの固定子コイルとの間に隙間を有するように設けられた遮蔽板とを備え、前記絶縁シートと前記遮蔽板とは一体成形され、前記遮蔽板の中央部に前記固定子コイルが露出する分離部を設けたものである。
【００１１】
フレーム内に収納された固定子及び回転子と、前記回転子の一端側に設けられたコンミュテータと、前記回転子の他端側に設けられたファンと、固定子コアの内側に設けられた絶縁シートと、前記固定子の少なくとも前記コンミュテータに対向する側の固定子コイルの内側にこの固定子コイルとの間に隙間を有するように設けられた遮蔽板とを備え、前記絶縁シートと前記遮蔽板とは一体成形され、前記遮蔽板の中央部に、前記固定子コイルが露出する分離部を設けた電動送風機の製造方法であって、巻線案内治具を前記遮蔽板の前記分離部に対向させ、前記遮蔽板の外側面より外側に迫り出すようにセットして、前記巻線案内治具に沿って前記固定子コイルを巻き付けたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について図を用いて説明する。電動送風機の全体構造は、上述の従来の電動送風機の説明に用いた図１６の半断面側面図に示す電動送風機と同様であるので、説明を省略する。図１はこの実施の形態１における電動送風機の固定子２の斜視図であり、コンミュテ−タ４と対向する側を上方に向けた図である。図２は固定子２をコンミュテ−タ４と対向する側から見た平面図、図３は図２をＢ側から見た側面図、図４は巻線後の固定子２をコンミュテ−タ４と対向する側から見た平面図、図４は巻線後の固定子２の側面図である。
【００１５】
図１〜図５において、２ａは固定子コイル、２ｂは固定子コア、２ｃは固定子コア２ｂの軸心方向端面部、２ｄは磁極歯部、２ｅは固定子２の四隅に磁極歯部２ｄに囲まれて形成された固定子スロット、２ｆはスロット２ｅの内壁及び固定子コア２ｂの内壁を覆い、軸心方向端面部２ｃから突出して設けられた絶縁シートである。固定子コイル２ａは、固定子コア２ｂの軸心方向端面部２ｃとの間に適当な間隙を有するように固定子スロット２ｅに巻かれている。
【００１６】
１４は磁極歯部２ｄの端部から軸心方向端面部２ｃに垂直に形成した樹脂製の絶縁性を有する遮蔽板である。図１に示すように、遮蔽板１４は、固定子コイル２ｂの内側全部を覆うのではなく、中央部に分離部１４ａを有している。また、遮蔽板１４は絶縁シ−ト２ｆと一体成形されているため、遮蔽板１４の位置ずれが生じたり、絶縁シート２ｆがずれて固定子コイル２ａと固定子コア２ｂとが接触したりする恐れがなく、さらに、別部品を組み合せたものと比較して剛性が強くなり、部品点数及び製造工程を削減することもできる。
【００１７】
次に、固定子コイル２ａの巻線方法について図６及び図７を用いて説明する。図６は巻線時の固定子２の平面図、図７は図６のＩ−Ｉ断面図である。まず、固定子コア２ｂに巻線機を固定する部品１７ａを挿入し、次に固定子コア２ｂの内側に巻線案内治具１７ｂをセットする。この時、巻線案内治具１７ｂは遮蔽板１４の分離部１４ａに対向する位置に、遮蔽板１４の外側面より多少外側に迫り出すようにセットし、その治具形状に沿って、フライヤ−巻線を行う。
【００１８】
このように巻線を行うことによって、固定子コイル２ａの巻径ができるだけ小さくなるようにテンションを掛けながら固定子スロット２ｅ内に無理やり巻き付けるように巻線を行っても、固定子コイル２ａの巻圧力は巻線案内治具１７ｂに掛り、遮蔽板１４に直接掛ることはない。そのため、巻線後、巻線案内治具１７ｂをリセットした際、固定子コイル２ａと遮蔽板１４との間には図４に示すように隙間が形成され、固定子コイル２ａの巻圧力に遮蔽板１４が負けて、回転子３側に倒れこみ、後工程で回転子３が挿入できないという不具合が生じることはない。また、上述のように遮蔽板１４は絶縁シート２ｆと一体に成形されているので、多少の巻圧力が掛ったとしてもその巻圧力に負けることはない。更に、固定子コイル２ａが回転子３側に侵入することがないので、回転子３側との絶縁距離不足を解消するメリットがある。
【００１９】
なお、固定子コイル２ａと遮蔽板１４との間の隙間は、遮蔽板１４に巻圧力が掛らない程度の隙間で良く、上記のような方法で巻線を行った場合には、特に遮蔽板１４の分離部１４ａに近い側に遠い側より大きな隙間が形成されることになる。
【００２０】
次にこの実施の形態における電動送風機の動作について説明する。カ−ボンブラシ９からの給電により電動送風機が始動すると、カ−ボンブラシ９の摺動摩耗が生じ、そのカ−ボン微粉末がコンミュテ−タ４の回転によって周囲に飛散する。そして、コンミュテ−タ４側の固定子コイル２ａはこのコンミュテ−タ４のごく近傍にあるため、固定子コイル２ａの内側部に対しては、コンミュテ−タ４から多量のカ−ボン微粉末が直進的に飛んでくる。しかし、遮蔽板１４がカ−ボン微粉末の固定子コイル２ａへの付着を遮断し、フレ−ム１内部に浮遊するカ−ボン微粉末は遮蔽板１４の分離部１４ａなどを利用して、電動送風機内の空気流に搬送されて、排気孔１２から外部に排出される。
【００２１】
なお、分離部１４ａを設けることで、その部分の固定子コイル２ａが露出し、カ−ボン微粉末が付着する恐れがあるが、露出部は固定子コア２ｂの軸心方向端面部２ｃと接触しない部分であり、固定子コイル２ａに傷がつく等の加工劣化の恐れが極めて少ない場所であるため、仮にこの部分にカ−ボン微粉末が付着しても絶縁不良を起こす恐れが極めて少ないと考えられる。また、従来の遮蔽板１４と固定子コア２ｂの軸心方向端面部２ｃとの間に形成された間隙部１５では、その空間が小さすぎて、カーボン微粉末が通過する風路としての効果を得ることは難しかったが、この実施の形態においては遮蔽板１４に分離部１４ａを設けているので、カーボン微粉末を外部に排出するための風路として充分な効果を得ることができる。
【００２２】
したがって、この実施の形態によれば、カ−ボン微粉末による絶縁不良を防止し、他部品との絶縁距離不足を解消できる上に、巻径が小さく巻けるようテンションを掛けて巻いても遮蔽板１４に巻圧力が掛からないという大きな効果を得ることができる。
【００２３】
実施の形態２．
図８はこの発明の第２の実施の形態における固定子２の側面図、図９は巻線後の固定子２の側面図である。図において、６は各遮蔽板１４の上端に一体成形された巻枠である。この実施の形態においても遮蔽板１４には分離部１４ａ（図示せず）を設けて、固定子コイル２ａが固定子コア２ｂの内側に対して露出する部分を設け、上記実施の形態１と同様に固定子コイル２ａの巻線を行う。
【００２４】
このように、それぞれの遮蔽板１４に巻枠６を一体成形したことで、巻線後の巻形状を一定の形に形成でき、合わせて、固定子コイル２ａの高さを規制できる為、他部品との絶縁距離不足を更に改善することができる。
【００２５】
実施の形態３．
図１０はこの発明の第３の実施の形態における固定子２の平面図、図１１は図１０をＣ側から見た側面図である。
【００２６】
上記実施の形態１、２においては、固定子２のコンミュテータ４と対向する側にのみ遮蔽板１４を設けたが、この実施の形態においては、図１１に示すように両側に遮蔽板１４を形成し、各遮蔽板１４には分離部１４ａを設けている。すなわち、各磁極歯部２ｄの上下端に合計８個の遮蔽板１４が形成されている。カ−ボン微粉末は特にコンミュテータ４側に多いため、少なくともコンミュテータ４に対向する側の固定子コイル２ａの内側に遮蔽板１４を設ければ充分であるが、電動送風機を横向きに設置した場合や上下逆に設置した場合には、ファン５に対向する側の固定子コイル２ａにもカーボン微粉末が付着する可能性があるため、このように両側に遮蔽板１４を設けることでカーボン微粉末の付着を確実に防止することができる。
【００２７】
なお、固定子コイル２ａの巻線方法は上記実施の形態１と同様であり、各分離部１４ａに巻線案内治具１７ｂを遮蔽板１４の外側面より外側に迫り出すようにセットして巻線を行う。また、絶縁シート２ｆと遮蔽板１４と巻枠６とは一体成形されている。
【００２８】
この実施の形態によれば、巻径が小さく巻けるようテンションを掛けて巻いても遮蔽板１４に巻圧力が掛らないとともに、カ−ボン微粉末による絶縁不良や他部品との絶縁距離不足を更に確実に防ぐことができる。
【００２９】
実施の形態４．
図１２はこの発明の第４の実施の形態における固定子２の側面図、図１３はその固定子２をコンミュテータ４に対向する側から見た平面図、図１４は巻線後の固定子２の側面図、図１５は巻線後の固定子２の平面図である。
【００３０】
この実施の形態においては、遮蔽板１４に分離部１４ａを設けるのではなく開口部１４ｂを設けてあり、この開口部１４ｂは固定子コア２ｂの軸心方向端面部２ｃと固定子コイル２ａとの間に形成された間隙に対向して設けられている。固定子コイル２ａの巻線は、遮蔽板１４を内側と外側から挟み込むような巻線案内治具をセットし、その巻線案内治具の外側面に沿って固定子コイル２ａを巻き付けるように行う。したがって、巻線後に巻線案内治具をリセットしたとき、遮蔽板１４と固定子コイル２ａとの間には、図１５に示すように遮蔽板１４の外側にセットした巻線案内治具の厚みとほぼ同じ幅の隙間が形成される。
【００３１】
このように巻線を行うことによって、固定子コイル２ａの巻圧力が直接遮蔽板１４に掛ることがなく、巻圧力に負けて遮蔽板１４が回転子３側に倒れこんでしまうという不具合が生じることがない。そのため、従来の遮蔽板１４と固定子コア２ｂの軸心方向端面部２ｃとの間に形成された間隙部１５に比べて、遮蔽板１４の開口部１４ｂを大きく形成することができ、カーボン微粉末を外部に排出するための風路として充分な効果を得ることができる。また、この実施の形態においても、絶縁シート２ｆと遮蔽板１４とを一体成形しているので、剛性は強い。
【００３２】
なお、この実施の形態においては、図に示すように、固定子コア２ｂの軸心方向端面部２ｃに樹脂製の固定子コイル結線用端子台１８を絶縁シート２ｅと一体に設けているので、事前に端子台１８に給電用端子７を打ち込んでおけば、巻線後の端末線を給電用端子７に預けておくことができ、端末線を巻線機内で処理することも可能となり、製造工程数を削減することができる。
【００３３】
また、上記各実施の形態は電気掃除機用の２極固定子について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、その実施に関しては発明の趣旨に反しない限り、固定子コア、遮蔽板、遮蔽板の分離部、極数等の具体的な形状、位置、材質等は各実施の形態に制約されることなく、色々な仕様に構成して実施できる。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように、この発明に係る電動送風機によれば、カ−ボン微粉末による絶縁不良を防止し、他部品との絶縁距離不足を解消できると共に、固定子コイルの巻径が小さくなるようテンションを掛けて巻いても遮蔽板に巻圧力が掛らない構成の電動送風機を得ることができる。
【００３５】
また、遮蔽板を固定子コア内壁の絶縁シートと一体成形したので、遮蔽板の剛性を更に高めることができる。
【００３６】
また、この発明に係る電動送風機の製造方法によれば、固定子コイルの巻径が小さくなるようテンションを掛けて巻いても遮蔽板に巻圧力が掛らない構成の電動送風機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１における固定子の斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１における固定子の平面図である。
【図３】この発明の実施の形態１における固定子の側面図である。
【図４】この発明の実施の形態１における固定子の巻線後の平面図である。
【図５】この発明の実施の形態１における固定子の巻線後の側面図である。
【図６】この発明の実施の形態１における固定子を巻線機に取り付けた時の平面図である。
【図７】この発明の実施の形態１における固定子を巻線機に取り付けた時の側面図である。
【図８】この発明の実施の形態２における固定子の側面図である。
【図９】この発明の実施の形態２における固定子の巻線後の側面図である。
【図１０】この発明の実施の形態３における固定子の平面図である。
【図１１】この発明の実施の形態３における固定子の巻線後の側面図である。
【図１２】この発明の実施の形態４における固定子の側面図である。
【図１３】この発明の実施の形態４における固定子の平面図である。
【図１４】この発明の実施の形態４における固定子の巻線後の側面図である。
【図１５】この発明の実施の形態４における固定子の巻線後の平面図である。
【図１６】この発明及び従来の電動送風機の半断面側面図である。
【図１７】従来の固定子の平面図である。
【図１８】従来の固定子を図１７におけるＡ側から見た側面図である。
【図１９】従来の固定子の部分平面図である。
【符号の説明】
１  フレ−ム、２  固定子、２ａ  固定子コイル、２ｂ  固定子コア、２ｃ  軸心方向端面部、２ｄ  固定子歯部、２ｅ  固定子スロット、２ｆ  絶縁シート、３  回転子、４  コンミュテ−タ、５  ファン、１４  遮蔽板、１４ａ  分離部、１７ａ  固定子を巻線機に固定する部品、１７ｂ  巻線案内治具。
【図１】
0003619089.tif 000002
【図２】
0003619089.tif 000003
【図３】
0003619089.tif 000004
【図４】
0003619089.tif 000005
【図５】
0003619089.tif 000006
【図６】
0003619089.tif 000007
【図７】
0003619089.tif 000008
【図８】
0003619089.tif 000009
【図９】
0003619089.tif 000010
【図１０】
0003619089.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003619089.tif 000014
【図１４】
0003619089.tif 000015
【図１５】
0003619089.tif 000016
【図１６】
0003619089.tif 000017
【図１７】
0003619089.tif 000018
【図１８】
0003619089.tif 000019
【図１９】
0003619089.tif 000020