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技術 誘導電動機の固定子

出願人 パナソニックエコシステムズ株式会社
発明者 増田晋一
出願日 1995年5月26日 (25年7ヶ月経過) 出願番号 1995-127849
公開日 1996年12月3日 (24年0ヶ月経過) 公開番号 1996-322179
状態 拒絶査定
技術分野 回転電機の鉄心 回転電機の鉄心 電動機、発電機の巻線の絶縁、固着 電動機、発電機の製造
主要キーワード 圧入作業性 圧入側 内周近傍 ボビン間 有底円筒 ファン駆動用 軸方向長 ハウジング間
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1996年12月3日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (9)

目的

継鉄部にトロイダル状巻回し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露出する固定子鉄心1に楔状で嵌合する固定子保持材6を介し、鋼板製のハウジング14に圧入嵌合する構成とする。

概要

背景

近年、この種の誘導電動機固定子においては、小型、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などにより、さらなるコス合理化が要求されている。

従来、この種の誘導電動機の固定子は、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101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毎に必要量巻線102を絶縁層103を介して継鉄部101aの周囲にトロイダル状巻回されている。さらに、スロット106の内周近傍絶縁フィルムからなるウエッジ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。

上記構成において巻線102は絶縁層103を介して継鉄部101aを直接巻回されるため巻線102の素線1本1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。

概要

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。

分割した固定子鉄心1の継鉄部1aに巻線2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露出する固定子鉄心1に楔状で嵌合する固定子保持材6を介し、鋼板製のハウジング14に圧入嵌合する構成とする。

目的

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非磁性体の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誘導電動機の固定子を提供することを第1の目的とする。

第2の目的は、巻線と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。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
3件

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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、前記継鉄部で歯部中心線スロット内側の角部とを結ぶ線上で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必要量巻回しボビンと、隣接するボビン間に位置し、固定子鉄心の外周側の接合面と楔状で嵌合される非磁性体固定子保持材と、固定子保持材を圧入嵌合する有底円筒状の鋼板ハウジングからなる誘導電動機の固定子。

請求項2

ボビンに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確保するために凹状に折りまげられた絶縁部材と、前記絶縁部材の折りまげられた端部をボビンの両外側に収納する空間をもった外周側が凸形状の固定子保持材を有した請求項1記載の誘導電動機の固定子。

請求項3

周方向テーパ部を延設した固定子保持材と巻線巻装部を外方側が広くなるように形成したボビンを有した請求項1または2記載の誘導電動機の固定子。

請求項4

固定子保持材の楔状の保持部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または2記載の誘導電動機の固定子。

技術分野

0001

本発明は、扇風機換気扇などのファン駆動用に使用される、小型の誘導電動機固定子に関するものである。

背景技術

0002

近年、この種の誘導電動機の固定子においては、小型、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などにより、さらなるコス合理化が要求されている。

0003

従来、この種の誘導電動機の固定子は、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101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毎に必要量巻線102を絶縁層103を介して継鉄部101aの周囲にトロイダル状巻回されている。さらに、スロット106の内周近傍絶縁フィルムからなるウエッジ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103を介して継鉄部101aを直接巻回されるため巻線102の素線1本1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。

発明が解決しようとする課題

0005

このような従来の誘導電動機の固定子では、継鉄部101aに巻線102を巻回す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などに対して十分考慮すべき必要があり、従ってガラス繊維など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、生産工程時不良品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があった。

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非磁性体の固定子保持材を用いて鋼板製のハウジング保持固定することで樹脂による全体成型の必要のない誘導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、巻線量を多くして小型化を図ることにある。第4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。

課題を解決するための手段

0010

本発明の誘導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、前記継鉄部で歯部中心線とスロット内側の角部とを結ぶ線上で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、隣接するボビン間に位置し、固定子鉄心の外周側の接合面と楔状で嵌合される非磁性体の固定子保持材と、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。

0011

また第2の目的を達成するために第2の手段は、ボビンに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確保するために凹状に折りまげられた絶縁部材と、前記絶縁部材の折りまげられた端部をボビンの両外側に収納する空間をもった外周側が凸形状の固定子保持材からなる構成とする。

0012

また、第3の目的を達成するために第3の手段は、外周方向テーパ部を延設した固定子保持材と巻線巻装部を外方側が広くなるように形成したボビンからなる構成とする。

0013

また、第4の目的を達成するために第4の手段は、固定子保持材の楔状の保持部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。

0014

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なしでハウジング内に保持固定することができる。

0015

また、第2の手段の構成により、ボビンと固定子保持材との間に絶縁部材を挿入する空間ができるので、容易に充電部である巻線と非充電部である固定子保持材およびハウジングとの絶縁距離を確保することができる。

0016

また、第3の手段の構成によりボビンに巻装される巻線量を増加することができるので誘導電動機を小型化することができる。

0017

また、第4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。

0018

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。

0019

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の歯部中心線1cとスロット内側の角部1dとを結ぶ分割部1e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、その後固定鉄心を嵌合手段により円環状に形成する。非磁性体の固定子保持材6は隣接するボビン3間に露出する継鉄部1aの外周面の分割部に楔状で嵌合され、この固定子保持材6を介して鋼板製のハウジング14に圧入嵌合される。

0020

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の固定子鉄心の継鉄部の一部が露出することになり、この露出部に対し楔状の固定子保持材が固定子鉄心の径方向に対して位置決めを行うとともに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。

0021

このように本発明の第一実施例の誘導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。

0022

つぎに本発明の第2実施例について図3を参照しながら説明する。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。

0023

図に示すように、ボビン3に巻回された巻線2の表面を覆い隠し、非充電部との絶縁距離を確保するために凹形状に折りまげられた絶縁部材4はボビン3の両外側の壁部3aと外周側に凸形状を有した固定子保持材6との空間5に挿入される。

0024

上記構成によりボビンと固定子保持材との間に十分な空間があるのでボビンと絶縁部材との重なり合う長さを2.5mmから3mm以上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保持材やハウジングとの沿面および空間距離が確保できる。

0025

このように、本発明の第2実施例の誘導電動機の固定子によれば、ボビンと固定子保持材との間で絶縁部材を挿入するための空間距離が確保されているため、絶縁部材の挿入の位置決めが容易になるとともに、挿入力も小さくすることができる。

0026

つぎに本発明の第3実施例について図4および図5を参照しながら説明する。図に示すように巻線2の巻装されたボビン3の両側部に設けられる鍔部7を継鉄部1aにボビン3が装着されたときに外方となる反スロット側9が放射方向に広がるように傾斜させて形成し、巻線2の巻装されるボビン3の巻装部の反スロット側9の面積をスロット側8の面積より大きく形成する。外周方向へテーパ部10を延設した固定子保持材6はボビン3の外方の傾斜角度と同等のテーパを有している。

0027

上記構成において反スロット側の巻線の巻装高さはスロット側に対して巻装面積が大きいので低く形成することができ、ボビンの継鉄部に装着したときに継鉄部から外方に突出する巻線の巻装高さを低くすることができる。

0028

このように本発明の第3実施例の誘導電動機の固定子によれば、ボビンに巻装された巻線の巻装高さが低くなり、効率改善ができるので誘導電動機の小型化を図ることが可能となる。

0029

つぎに、本発明の第4実施例について図6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11において、段部12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を圧入する際に固定子鉄心1の反圧入側端面より突出する保持部11の内側面にテーパ部13を設ける。

0030

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、テーパ部がガイドとなり、鉄心の角によって固定子保持材が削られるということがな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。

0031

このように本発明の第4実施例の誘導電動機の固定子によれば、運転特性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。

発明の効果

0032

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誘導電動機の固定子を提供できる。

0033

また、固定子保持材の外周側を凸形状にしたのでボビンの両外側に絶縁部材を挿入する空間ができ、充電部と非充電部との絶縁が容易にできる誘導電動機の固定子を提供できる。

0034

また、ボビンの巻線巻装部の外方側が広くなるように形成しているので、小型化が可能な誘導電動機の固定子を提供できる。

0035

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誘導電動機の固定子を提供できる。

図面の簡単な説明

0036

図1本発明の第1実施例の誘導電動機の固定子を示す平面図
図2同第1実施例の誘導電動機の固定子を示す部分断面図
図3同第2実施例の誘導電動機の固定子を示す部分断面図
図4同第3実施例の誘導電動機の固定子を示す部分断面図
図5同第3実施例の固定子保持材を示す斜視図
図6同第4実施例の固定子保持材を示す斜視図
図7従来の誘導電動機の固定子を示す平面図
図8従来の誘導電動機の固定子を示す断面図

--

0037

1固定子鉄心
1a継鉄部
1b歯部
1c 歯部中心線
1dスロット角部
1e 分割部
2巻線
3ボビン
3a 壁部
4絶縁部材
5 空間
6固定子保持材
7 鍔部
8 スロット側
9 反スロット側
10テーパ部
11 保持部
12 段部
13 テーパ部

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