(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスロットを形成する複数のティースを有する鉄心と、
軸方向に嵌合わせ可能に分割され双方で前記鉄心を挟み込むことで前記ティースに巻装された巻線と前記鉄心との絶縁を行うとともに各々前記巻線の巻崩れを抑制する外壁部を有する第１，第２の巻枠とを備えた電動機において、
前記第１，第２の巻枠の両外壁部の嵌合わせ側先端の重なり部は先端に行くほど幅が狭くなるように、斜めに形成された２本の外周辺を有し、先端に端辺と前記外周辺との間に形成される２つの先端角部を有しており、
前記第１，第２の巻枠の両外壁部の先端が互いに重なり合う際、
前記第１の巻枠の重なり部の２つの先端角部は、第２の巻枠の２本の前記外周辺からそれぞれ所定量内側に入った位置となっており、前記第２の巻枠の重なり部の２つの先端角部は、第１の巻枠の２本の前記外周辺からそれぞれ所定量内側に入った位置となっている
ことを特徴とする電動機。
【請求項２】
前記軸方向に分割された巻枠は、前記巻線が巻かれる巻部の嵌合わせ側先端の重なり部において、前記巻線側になる重なり部の高さが、他側の巻枠の外面より低くなるようにされている
ことを特徴とする請求項１記載の電動機。
【請求項３】
前記鉄心は、前記ティース部とヨーク部とに接合可能に分割されて、前記ティース部に外側から前記巻線を巻装され、該巻線を巻装された後に、前記ティース部に前記ヨーク部が嵌め込まれる形式の固定子鉄心である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電動機。
【請求項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扇。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、換気扇等の羽根車駆動に最適な小型電動機に関し、特に軸方向に２分割された巻枠を有する電動機及びそれを用いた換気扇に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動機の固定子の固定子鉄心において、巻線に電流を流されて磁極を形成するティース部は、外周において概略環状を成すヨーク部から回転子の存在する中心方向に向かって延びている。そのため、このティース部に巻線を巻くことは一般に容易な作業ではない。これに対して従来より種々の提案がされている。そのひとつとして、固定子鉄心のティース部とヨーク部を接合可能に分割して、ティース部に外側から巻線を巻き、巻線を巻き終えた後にティース部にヨーク部をはめ込む形式の所謂外巻き式の固定子鉄心が提案されている。
【０００３】
このような構造の固定子鉄心においては、ティース部は、内径側で回転子と対向するとともに、外径側ではヨーク部と接合される。そのため、ティース部に巻線を巻装する際に用いられる巻枠は、軸方向に２分割され両巻枠でティース部を挟み込む構造とされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１２８７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、巻線を巻装するための巻枠は、巻回された巻線の巻崩れ防止、倒れ防止および巻装する際の作業性の向上を図って巻部に内壁と外壁を有するものが多い。しかしながら、このような構造の巻線においては、２つの巻線がティース部を挟み込んで軸方向に嵌合わせされる際、分割された外壁部は、嵌合わせ側先端が互いに重なり合うこととなる。そして、従来の巻枠においては、この重なり合う部分が双方共に矩形であった。そのため、若干の製造誤差、或いは組立誤差等により、外壁部の外周辺から重なり部先端の角部が突出する場合があった。また、外周辺から角部が突出しない場合においても、外周縁の表面および裏面に重なった際形成される段部が存在していた。
【０００６】
このような構造の巻枠においては、巻線を巻装する際に、外周辺から突出する角部或いは外周縁の表面および裏面に形成された段部に巻線が接触して、巻線が傷つく或いは切断されるという課題を有していた。それを解決するために巻線フォーマーを使用して角部に巻線が接触しないようにすることもできるが、巻装スピードが遅くなり、生産性を落とす原因となっていたので改善が望まれていた。
【０００７】
この発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、巻線を巻装する際に、巻線を傷つけることがなく、生産性を向上させるとともに性能および信頼性を向上させることができる電動機及びそれを用いた換気扇を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するために、この発明に係る電動機は、複数のスロットを形成する複数のティースを有する鉄心と、軸方向に嵌合わせ可能に分割され双方で鉄心を挟み込むことでティースに巻装された巻線と鉄心との絶縁を行うとともに各々巻線の巻崩れを抑制する外壁部を有する第１，第２の巻枠とを備えた電動機において、第１，第２の巻枠の両外壁部の嵌合わせ側先端が互いに重なり合う際、先端角部が外周縁部から突出しないように、双方の外壁部の嵌合わせ側先端の重なり部が互いに先細り形状とされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係る電動機においては、巻線を巻装する際に、巻線を傷つけることがなく、生産性を向上させるとともに性能および信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明にかかる電動機及びそれを用いた換気扇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。
【００１１】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の換気扇の横断面図である。図１において、換気扇９０は、例えば屋内と屋外とを隔てる壁部又は天井部等に形成された換気口に取り付けられて屋内空気の換気を行う。換気扇９０は、換気口に取り付けられて内部に通風路（空気流路）９１を形成するケーシング（ベルマウス）９２と、ケーシング９２内に配設されて通風路９１を介して空気を強制的に移動させる送風機９５とを含む。送風機９５は、電動機８０とこの電動機８０の駆動軸８１に取り付けられた羽根車９３とから構成される。
【００１２】
図２はこの発明の実施の形態１の電動機８０の内部構造を示す横断面図である。電動機８０は、中心に駆動軸８１を貫通させる回転子１０と、この回転子１０を貫通させる貫通穴を中央部に有する固定子２０と、これら回転子１０および固定子２０を収納するフロントブラケット８２およびリヤブラケット８３とを有している。このうち、固定子２０は、薄い鋼板が多数積層されてなる固定子鉄心３０と、固定子鉄心３０のティースに巻装された固定子巻線５０とから構成されている。
【００１３】
回転子１０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、電動機本体６０は、さらにフロントブラケット８２およびリヤブラケット８３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８１に嵌合固定されたフロントベアリング８４およびリアベアリング８５を有している。
【００１４】
図３は固定子鉄心３０の構造を示す斜視図である。固定子鉄心３０は、断面略Ｔ字型を成す４個のティース部３１と、外周にて環状を成し内周側に４個のティース部３１の端部が係合する係合部が形成され、４個のティース部３１と物理的及び電気的に結合して外周の磁路を形成するヨーク部３２とから構成されている。ティース部３１とヨーク部３２は、両者ともに薄い鋼板が軸方向（厚さ方向）に多数積層されて作製されている。
【００１５】
図４は固定子鉄心３０の４個のティース部３１が２つに分割された巻枠に挟まれる様子を示す斜視図である。巻枠（絶縁体）４０は、電動機の軸方向に第１の巻枠４１と第２の巻枠４６の２つに分割され、軸方向両側からティース部３１を挟み込み、４個のティース部３１の相互の位置決めを正確に行うとともに、ティース部３１に固定子巻線５０が巻装された際、固定子鉄心３０と固定子巻線５０との間の絶縁をする。
【００１６】
図５は４個のティース部３１を挟み込んで嵌合わせされた巻枠４０を電動機のリア側から見た斜視図である。嵌合わせされた第１の巻枠４１と第２の巻枠４６においては、ティース部３１を囲繞する各部分に固定子巻線５０が巻回される領域として巻部４４が形成される。この巻部４４の半径方向内側と外側には、巻部４４に巻線を巻回する際、巻線が巻部４４に容易に案内されるようにする目的と、巻部４４に多量に巻回された固定子巻線５０の倒れや巻崩れを防止する目的で外壁部４２，４７と内壁部４３，４８とが設けられている。
【００１７】
図６は図５に示す組立体に固定子巻線５０が巻装された様子を示す斜視図である。図７は図６に示す組立体にさらにヨーク部３２が嵌め込まれた様子を示す斜視図である。図６及び図７においては、固定子巻線５０を巻枠（絶縁体）４０に巻装される有効な空間として図中網がけにして示している。つまり、図中網がけした部分は、巻線５０が最大に巻装可能な空間領域を示し、固定子巻線５０は実際にはこの空間領域の内側に巻装されることとなる。ここで、固定子巻線５０は、主巻線５１と補助巻線５３とから構成されている。そして、主巻線５１は、さらに２つの巻線に分割されて、対向する２つ巻部４４に巻装されている。一方、補助巻線５３も同じように２つの巻線に分割されて、他の対向する２つの巻部４４に巻装されている。
【００１８】
図８は本実施の形態の第１の巻枠４１の外壁部４２と第２の巻枠４６との外壁部４７の詳細な形状を示す図である。図９は本実施の形態の第１の巻枠４１と第２の巻枠４６とがティース部３１を挟んで嵌合する際に両外壁部４２，４７の先端部が互いに重なり合う様子を示す図である。図１０は図８と比較して示す従来の巻枠の外壁部の外壁部４７の詳細な形状を示す図である。図１１は図９と比較して示す従来の巻枠の先端部が互いに重なり合う様子を示す図である。
【００１９】
図８及び図９に示されるように、本実施の形態の外壁部４２，４７においては、双方の外壁部４２，４７の嵌合わせ側先端の重なり部４２ｃ，４７ｃが、先端にゆくほど幅が狭くなるように、その外周辺が斜めにカットされてテーパ形状４２ａ，４７ａとされている。そのため、外壁部４２，４７の先端が互いに重なり合うとき、重なり部４２ｃ，４７ｃの先端角部４２ｂ，４７ｂは、外壁部４２，４７の外周輪郭から所定量だけ内側に入った位置に存在することとなる。
【００２０】
一方、従来のものにおいては、図１０及び図１１に示されるように、分割された外壁部１４２，１４７の相互に重なり合う部分が両者ともに矩形であった。そのため、若干の製造誤差、或いは組立誤差等により、外壁部１４２，１４７の外周辺から重なり部先端の角部１４２ａ，１４７ａが突出してしまう場合があり、また、外周辺から角部１４２ａ，１４７ａが突出しない場合においても、外周縁の表面および裏面に段部が形成されていた。そのため、巻線を巻装する際に、この角部１４２ａ，１４７ａ或いは段部に巻線が接触して、巻線が損傷する或いは切断する場合があった。
【００２１】
本実施の形態においては、嵌合わせ側先端の重なり部４２ｃ，４７ｃの先端角部４２ｂ，４７ｂが、外壁部４２，４７の外周輪郭から所定量だけ内側に入った位置に存在するので、自動および手動のどちらによる巻回作業によっても、巻線が角部或いは段部に接触することがなく、巻線を傷つけることがない。
【００２２】
図１２は第１の巻枠４１と第２の巻枠４６とがティース部３１を囲う部分、すなわち、巻部４４の縦断面図である。図１３は同じ部分を比較して示す従来の巻部の縦断面図である。図１２に示されるように、本実施の形態の第１の巻枠４１と第２の巻枠４６の嵌合部は、ティース部３１側に配置される第１の巻枠４１から延びる重なり部４１ａと、図示しない巻線側に配置される第２の巻枠４６から延びる重なり部４６ａとを有している。
【００２３】
モールド成形によって作製される第１の巻枠４１と第２の巻枠４６とは、成形に用いる金型の分割のされ方により、断面形状において角が鋭くなったりバリが発生したりする部分と、逆に角が丸くなる部分とが発生する。一般に金型の繋ぎ目となる端部に近い側の断面角部（図１２中Ａ）は、角が鋭くなったりバリが発生したりする。一方、金型の端以外で成形される断面角部（図１２中Ｂ）は、角が丸くなる。
【００２４】
図１３に示すように、従来の第１の巻枠１４１と第２の巻枠１４６においては、単にその作製の容易性から、角が鋭くなってしまう角部（図１３中Ａ）が、巻線に接触するように突出していた。そのため、巻線を傷つけるおそれがあった。本実施の形態の第１の巻枠４１と第２の巻枠４６においては、図１２に示すように、重なり合う２つの重なり部のうち巻線側になる重なり部４６ａ（巻枠４６）の高さｈが、他側の巻枠４１の外面の高さＨより低くなるようにされている。そのため、金型の分割位置で成形され角が鋭くなったりバリが発生したりする角部（図１２中Ａ）が突出せず、巻線を傷つけることがない。
【００２５】
なお、本実施の形態の第１，第２の巻枠４１，４６は、固定子鉄心３０を挟み込むものであるが、固定子鉄心の巻枠に限らず回転子鉄心の巻枠に適用されてもよい。つまり、軸方向に嵌合わせ可能に分割され双方で鉄心を挟み込むことでティースに巻装された巻線と鉄心との絶縁を行うとともに各々巻線の巻崩れを抑制する外壁部を有する第１，第２の巻枠であれば、本実施の形態の巻枠を適用することができる。
【００２６】
また、本実施の形態の先細り形状に関して、重なり部４２ｃ，４７ｃの外周辺は、斜めの直線状を成しているが、直線に限定されることはなく、例えば滑らかな曲線であってもよい。つまり、本実施の形態の先細り形状は、重なり部の先端角部が外周辺から突出しないようにするものであるので、例えば外壁部の先端を全体的に円弧状にして、角部が突出しないようにしても同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本願発明に係る電動機は、小型の電動機に好適なものであり、特に換気扇に用いられ羽根車を駆動する電動機に適用されて最適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の実施の形態１の換気扇の横断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１の電動機の内部構造を示す横断面図である。
【図３】固定子鉄心の構造を示す斜視図である。
【図４】固定子鉄心の４個のティース部が２つに分割された巻枠に挟まれる様子を示す斜視面図である。
【図５】４個のティース部を挟み込んで嵌合わせされた巻枠を電動機のリア側から見た斜視図である。
【図６】図５に示す組立体に固定子巻線が巻装された様子を示す斜視図である。
【図７】図６に示す組立体にさらにヨーク部が嵌め込まれた様子を示す斜視図である。
【図８】本実施の形態の第１の巻枠の外壁部と第２の巻枠との外壁部４７の詳細な形状を示す図である。
【図９】本実施の形態の第１の巻枠と第２の巻枠とがティース部を挟んで嵌合する際に両外壁部の先端部が互いに重なり合う様子を示す図である。
【図１０】図８と比較して示す従来の巻枠の外壁部の外壁部の詳細な形状を示す図である。
【図１１】図９と比較して示す従来の巻枠の先端部が互いに重なり合う様子を示す図である。
【図１２】第１の巻枠と第２の巻枠とがティース部を囲う部分の断面図である。
【図１３】図１２と同じ部分を比較して示す従来の巻部の断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  回転子
２０  固定子
３０  固定子鉄心
３１  ティース部
３２  ヨーク部
４０  巻枠（絶縁体）
４１  第１の巻枠
４１ａ  第１の巻枠の重なり部
４２  第１の巻枠の外壁
４２ａ  第１の巻枠のテーパ形状
４２ｂ  第１の巻枠の先端角部
４２ｃ  第１の巻枠の重なり部
４３  第１の巻枠の内壁
４４  巻線の巻部
４６  第２の巻枠
４６ａ  第２の巻枠の重なり部
４７  第２の巻枠の外壁
４７ａ  第２の巻枠のテーパ形状
４７ｂ  第２の巻枠の先端角部
４７ｃ  第２の巻枠の重なり部
４８  第２の巻枠の内壁
５０  固定子巻線
５１  主巻線
５３  補助巻線
８０  電動機
８１  駆動軸
８２  フロントブラケット
８３  リヤブラケット
８４  フロントベアリング
８５  リアベアリング
９０  換気扇
９１  通風路
９２  ケーシング
９３  羽根車
９５  送風機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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