JP3535452B2 - 直流ブラシレス電動機 - Google Patents
直流ブラシレス電動機Info
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- stator
- core
- insulating member
- stator winding
- fitted
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- Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Brushless Motors (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Description
動機とその固定子に関する。
して、各種の電動機が提案されているが、出力する動力
を多様に変化させることができる電動機としてはDCブ
ラシレス電動機が好適である。
気機器に使用するためには、簡単に製造することがで
き、また、資源再利用のための廃棄処理が容易であるこ
とが望ましい。製造の簡易化には、製造工程の自動化に
適した構成とすることが必要であり、容易な廃棄処理の
ためには、部品(資源)を分別回収するための分解作業
が容易な構成とすることが望ましい。
は、製造を自動化するのに好適な直流ブラシレス電動機
およびその固定子を提供することにある。具体的には、
固定子巻線の巻線作業を自動化するのに好適な固定子を
提供することにある。
廃棄処理が容易な直流ブラシレス電動機およびその固定
子を提供することにある。具体的には、部品(資源)を
分別回収するための分解作業が容易な固定子を提供する
ことにある。
電動機は、環状のヨーク部と該ヨーク部から内側に向け
て起立したティース部を備えた固定子鉄心を構成し、前
記固定子鉄心は該固定子鉄心の両側から絶縁部材を嵌着
して絶縁層を形成し、前記ティース部の前記絶縁部材上
に固定子巻線を巻装し、外部配線から前記固定子巻線に
3相交流電圧を供給する直流ブラシレス電動機におい
て、一方の側から嵌着する前記絶縁部材には、その外周
縁部に複数の起立壁を設けて3列の渡り線収容溝を形成
して前記固定子巻線の渡り線を分けて収容保持し、他方
の側から嵌着する前記絶縁部材には、その外周縁部に複
数の起立壁を設けて2列の渡り線収容溝を形成して前記
固定子巻線の渡り線を分けて収容保持すると共に、前記
外部配線を接続するための圧接コネクタボックスと中性
点接続用の圧接コネクタボックスを一体成型して設けた
ことを特徴とする。
記渡り線収容溝の開口部を封止したことを特徴とする。
ダブテール結合し、前記絶縁部材は、前記ダブテール結
合位置に合わせて破断用溝を設けたことを特徴とする。
説明する実施の形態は、電気洗濯機における駆動装置に
組み込んで使用するのに好適な直流ブラシレス電動機で
ある。
図である。
200の底に垂下するように取り付け、洗濯兼脱水槽2
01および撹拌翼202を駆動する駆動回転軸系110
を軸心にして垂直方向に減速歯車機構120と噛み合い
クラッチ機構130と直流ブラシレス電動機140を同
心的に直列に配列した構成である。
合わせて取り付けねじ121によって取り付けベース1
22に取り付けた2つ割りの減速機構外ケース123
a,123bの内側にボールベアリング124a,12
4bによって内外2重構造の駆動回転軸系110を支持
する。
転軸系111とその中空内に配置した内側回転軸系11
2を備える。
動機140の回転を直に洗濯兼脱水槽201に伝達して
該洗濯兼脱水槽201を駆動する回転軸系であり、外ケ
ース123aの外側に伸ばして電気洗濯機の外槽200
を貫通させた先端部に洗濯兼脱水槽201を結合する外
側出力軸部111aと、外ケース123bの外側に伸ば
した筒部に噛み合いクラッチ機構130の摺動子を係合
するセレーション111bを形成し、内側端にフランジ
111cを形成した外側入力軸部111dと、その中間
に位置して遊星歯車減速機構を収容する歯車ケース部1
11eを備える。歯車ケース部111eの内側には遊星
歯車減速機構を構成する歯車群120aを収容する。
側回転軸系112は、直流ブラシレス電動機140の回
転を減速して撹拌翼202に伝達して該撹拌翼202を
駆動する回転軸系であり、前記外側出力軸部111a内
にメタル軸受113a,113bによって回転自在に支
持し、外側出力軸部111aの先端から洗濯兼脱水槽2
01内に突出させて撹拌翼202を取り付ける外端部分
と、内端から歯車ケース部111e内に突出させて遊星
歯車減速機構と結合する内端部分にセレーションを形成
した内側出力軸部112aと、外側入力軸部111cの
内側にボールベアリング114a,114bによって支
持し、この外側入力軸部111dの外端から片持ち状態
に伸ばした外端部分に電動機回転子嵌着部112bと止
めねじ112cを形成し、歯車ケース部111e内に伸
ばした内端側部分に前記歯車群120aにおける太陽歯
車を形成した内側入力軸部112dを備える。
123bの下端面に絶縁部材141を介在させて取り付
けねじ142によって絶縁状態に取り付けた電動機ハウ
ジング143を下向きに開口させ、開口端から固定子1
44を嵌入して複数個の切り越し突起143aと折り曲
げ爪143bによって挟持するように固定する。固定子
144は、具体的には後述するが、環状のヨーク部コア
144aの内側にティース部コア144bを起立するよ
うに嵌着結合して固定子鉄心を構成し、その両側から絶
縁部材144c,144dを嵌着して絶縁した後に固定
子巻線144eを巻装して構成する。そして、固定子鉄
心のヨーク部コア144aの外周面を電動機ハウジング
143に嵌入して固定し、その後に、この電動機ハウジ
ング143を外ケース123bの下端面に取り付ける。
は、内側入力軸部112dに形成した回転子嵌着部11
2bに嵌着し、止めねじ112cに螺着した止めナット
146によって締め付ける。この回転子145は、回転
子鉄心(ヨーク)145aの外周に10個の永久磁石磁
極145bを取り付けて10極の回転子構成とし、これ
らを一体的に成型した絶縁樹脂製の取り付けボス145
cによって内側入力軸部112dにおける電動機回転子
嵌着部112bに取り付ける。噛み合いクラッチ機構1
30の摺動子131に形成した噛み合い突起131aを
嵌入する噛み合い凹凸部145dは、取り付けボス14
5cの上面に該取り付けボス145cと一体的に樹脂成
型する。
線144eよりも軸方向外側に突出するように構成し、
この突出部の回転軌道に対向させて磁極検出素子147
を設置することにより、回転子145の回転位置を検出
するように構成する。この磁極検出素子147は、カバ
ー148に取り付ける。
144は、12個のティース部コア144bを設けて各
ティース部コア144bに巻装した固定子巻線144e
を星形接続した12極の固定子構成とする。
31を摺動させることにより、外側回転軸系111を直
流ブラシレス電動機140の回転子145に噛み合い係
合によって結合して該外側回転軸系111に回転子14
5の回転力を伝達して回転させ、または噛み合い係合を
解いて外側回転軸系111を回り止めするように係止す
る。
ル132を内包する環状の電磁鉄心133は、前記取り
付けねじ142によって電動機ハウジング143の内側
に共締めして取り付け、外側入力軸部111dを取り巻
くように設置する。外側入力軸部111dに形成したセ
レーション111bに軸方向に摺動可能に係合させた絶
縁樹脂製の摺動子131は、コイルばね134によって
前記回転子145の噛み合い凹凸部145dに係合する
ように押し下げ、前記電磁コイル132の電磁力によっ
てコイルばね134の押し下げ力に逆らって摺動子13
1を引き上げることにより噛み合いを解除して電磁鉄心
133に吸着して回り止めする。
によって吸引する鉄製の吸着子131bを一体的に樹脂
成型して設け、前記噛み合い凹凸部145dに嵌入して
噛み合わせる噛み合い突起131aを樹脂成型により一
体的に形成する。
り付けベース122を取り付けねじ150によって電気
洗濯の外槽200の底に垂下するように取り付ける。
子144について具体的に説明する。図2は固定子14
4の一部を縦断して示す側面図、図3はその下面図、図
4はその給電用のリード線接続状態を示す下面図であ
る。また、図5は固定子鉄心を示すもので、(a)は上
面図、(b)は側面図である。また、図6は固定子14
4の上側の絶縁部材144cを示すもので、(a)は上
面図、(b)はそのA視図、(c)はそのB−B断面図
である。また、図7は固定子144の下側の絶縁部材1
44dを示すもので、(a)は下面図、(b)はC−C
断面図、(c)はD−D断面図、(d)はE−E断面図
である。また、図8は、絶縁部材144cによる渡り線
保持状態を示す縦断側面図である。また、図9は、固定
子巻線の配線図である。そして、図10は、固定子の分
解作業の様子を一部を縦断して示す側面図である。
うに、環状のヨーク部コア144aとティース部コア1
44bを結合して環状に構成した固定子鉄心に上下両側
から絶縁部材144c,144dを嵌着し、この絶縁部
材144c,144dの上に固定子巻線144eを自動
巻線機により巻装する。この固定子巻線144eは、3
相星形構成に施し、各巻線の中性点側を下側の絶縁部材
144dに設けた中性点接続用の圧接コネクタボックス
144d1に取り付けた圧接端子144gに接続し、他
側を下側の絶縁部材144dに設けた給電接続用の圧接
コネクタボックス144d2に取り付けた圧接端子14
4iに接続し、この圧接端子144iにコネクタ149
により接続したリード線151によって3相交流電圧を
供給する構成である。
144aとティース部コア144bは、図5に示すよう
に、それぞれセグメント鋼板144a1,144b1を積
層して構成し、ヨーク部コア144aの内側に形成した
ダブテール溝144a2にティース部コア144bの基
端に形成したダブテール144b2を嵌着結合して組み
立てる。
状のセグメント鋼板144a1を環状に積層することに
より環状に構成する。このヨーク部コア144aを構成
する各セグメント鋼板144a1は、60度の範囲をカ
バーするように分割し、外周側は円弧状に形成し、内周
側は2等分して各領域を角度を変えて直線状に形成する
ことにより浅く湾曲する形態に構成する。各セグメント
鋼板144a1の内側の各直線状部分の中央には該各セ
グメント鋼板144a1を積層することによりダブテー
ル溝144a2を形成する凹部を設ける。ヨーク部コア
144aは、6枚のセグメント鋼板144a1を隣接す
るようにして並べて環状の1つの層を形成した上に周方
向に30度ずらした状態で次の層の6枚のセグメント鋼
板144a1を並べて積層する工程を繰り返すことによ
り環状に積み上げて構成する。各セグメント鋼板144
a1間の結合は、各セグメント鋼板144a1を4等分し
た領域の各中央に形成した押し出し144a3を各層間
で順次に嵌合することにより積層方向の結合を実現し、
30度ずれて位置する隣接層のセグメント鋼板144a
1を介して周方向の結合も実現する。
ント鋼板144b1を積層して構成する。このヨーク部
コア144bを構成する各セグメント鋼板144b1の
基端には該セグメント鋼板144b1を積層することに
よりダブテール144b2を形成する凸部を設ける。各
セグメント鋼板144b1の層間の結合は、各セグメン
ト鋼板144b1に形成した押し出し144b3を各層間
で順次に嵌合することにより積層方向の結合を実現す
る。
成したセグメント鋼板144a1と直線状のセグメント
鋼板144b1を積層して構成する固定子鉄心は、各セ
グメント鋼板144a1,144b1を鋼板素材を歩留ま
り良く打ち抜いて経済的に構成することができる。この
実施の形態では、鋼板素材の歩留まりを20%ほど向上
させることができた。
部コア144aの各ダブテール溝144a2にティース
部コア144bのダブテール144b2を嵌入してヨー
ク部コア144aの内側に起立するように結合する。
側から絶縁部材144c,144dを嵌着することによ
り巻線する部分の表面に絶縁層を形成する。
うに、固定子鉄心の上側から該固定子鉄心に嵌着するこ
とにより、ヨーク部コア144aの上側面の内周側領域
と内周面およびティース部コア144bの上側面と両側
面を覆うような形状を成した概略環状の樹脂一体成型部
材である。そして、その外周縁部には、渡り線を保持す
る複数の起立壁144c1を設けて3列の渡り線収容溝
を形成し、この起立壁144c1の一部の先端には保持
した渡り線を抜け止めするために外側に向けて突出する
ように抜け止め突起144c2を設ける。また、この絶
縁部材144cには、固定子144を分解するときに固
定子巻線144eを巻装したままの状態で絶縁部材14
4cを破断してティース部コア144bをヨーク部コア
144aから抜き取ることができるように、この絶縁部
材144cの破断を容易にするための破断用溝144c
3を固定子鉄心のダブテール結合位置に合わせるように
設ける。
うに、上側の絶縁部材144cと同様に、固定子鉄心の
下側から該固定子鉄心に嵌着することにより、ヨーク部
コア144aの下側面の内周側領域と内周面およびティ
ース部コア144bの下側面と両側面を覆うような形状
を成した概略環状の樹脂一体成型部材である。そして、
その外周縁部には、渡り線を保持する複数の起立壁14
4d3を設けて2列の渡り線収容溝を形成し、この起立
壁144d3の一部の先端には、保持した渡り線を抜け
止めするために外側に向けて突出する抜け止め突起14
4d4を設ける。また、この絶縁部材144dには、固
定子144を分解するときに固定子巻線144eを巻装
したままの状態で絶縁部材144dを破断してティース
部コア144bをヨーク部コア144aから抜き取るこ
とができるように、この絶縁部材144dの破断を容易
にするための破断用溝144d5をダブテール結合位置
に合わせるように設ける。この絶縁部材144dには、
更に、圧接コネクタボックス144d1,144d2を一
体成型して設ける。
固定子巻線144eの渡り線144e1の保持は、図8
に示すように、起立壁144c1の間の渡り線収容溝に
渡り線144e1を配置した後に渡り角度の大きい渡り
線144e1を収容した溝を形成する幾つかの起立壁1
44c1の先端部を加熱しながら内側に曲げて内側の壁
面に溶着して渡り線収容溝の開口部を封止することによ
り、渡り線144e1を抜け止めするようにする。
に、素線を自動巻線機によって3つのティース部コア1
44bに巻装した後に上側および下側の絶縁部材144
c,144dの外側の突起壁144c1,144d1の間
の渡り線収容溝に沿わせて他の3つのティース部コア1
44bの位置まで引き回して該ティース部コア144b
に巻装するようにして固定子巻線144eを完成する。
具体的には、素線を導出する自動巻線機の3つのノズル
によりNo.1,No.3,No.5の3つのティース
部コア144bに同時に巻線し、次いで、No.2,N
o.4,No.6の3つのティース部コア144bに同
時に巻線した後に反対側のNo.7,No.9,No.
11の3つのティース部コア144bの巻線に移る。こ
のときの渡り線144e1の渡り角度が大きくなって渡
り線収容溝から抜け出す恐れがあるので、その途中に位
置する起立壁144c1,144d3の先端を加熱溶着し
て抜け止めする。
方向は、必ずしも巻線方向と一致していないので、これ
らの巻線の固定のために、上側の絶縁部材144cに関
しては、起立壁144c1に形成した突起144c2に巻
き終わりの素線を係止し、下側の絶縁部材144dに関
しては起立壁144d3に形成した突起144d4に巻線
の渡り線144e1を係止して抜け出さないようにす
る。
圧接端子144gに接続し、他端部を給電用の圧接端子
144iに接続して内部配線を完成する。
149を自動機により、下側の絶縁部材144dに設け
た圧接コネクタボックス1442に嵌着することによ
り、圧接端子144iに外部配線のためのリード線15
1を接続する。
固定子鉄心のヨーク部コア144aの外周面を電動機ハ
ウジング143に嵌入して固定するように該電動機ハウ
ジング143内に組み付ける。
能に廃棄するための分解作業は、固定子144を電動機
ハウジング143から抜き取り、図10に示すように、
固定子巻線144eを巻装したままの状態でヨーク部コ
ア144aの外周縁部を支持具301で支持し、固定子
巻線144eおよび/またはティース部コア144bの
先端部を上側から押し部材302により押すことによっ
てティース部コア144bをヨーク部コア144aから
絶縁部材144c,144dを破断して押し出して分離
する。そして、各ティース部コア144bを固定子巻線
144eから引き抜くことにより固定子巻線144eと
各ティース部コア144bを分離する。
した破断用溝144c3,144d5は、このときの破断
抵抗を小さくして絶縁部材144c,144dの破断を
容易にするように機能する。
よびティース部コア144bと銅製の固定子巻線144
eを再利用し易いように分別する分解作業が容易にな
る。第2の実施の形態絶縁部材144c,144dに形
成する破断用溝144c1,144d5を廃止し、分解時
には、先ず、固定子144を加熱して絶縁部材144
c,144dを焼却し、その後に固定子巻線144eお
よび/またはティース部コア144bの先端を押してテ
ィース部コア144bをヨーク部コア144aから抜き
取るようにする。
であるので、説明を省略する。
を自動化するのに好適な直流ブラシレス電動機およびそ
の固定子を提供することができる。
分解作業が容易で資源再利用のための廃棄処理が容易な
直流ブラシレス電動機およびその固定子を提供すること
ができる。
洗濯機の駆動装置の縦断側面図である。
一部を縦断して示す側面図である。
下面図である。
給電用のリード線接続状態を示す下面図である。
固定子鉄心を示すもので、(a)は上面図、(b)は側
面図である。
上側の絶縁部材を示すもので、(a)は上面図、(b)
はそのA−A断面図、(c)はそのB視図である。
下側の絶縁部材を示すもので、(a)は下面図、(b)
はC−C断面図、(c)はD−D断面図、(d)はE−
E断面図である。
状態を示す縦断側面図である。
固定子巻線の配線図である。
の分解作業の様子を示す側面図である。
ング、144…固定子、144a…ヨーク部コア、14
4a1,144b1…セグメント鋼板、144a2…ダブ
テール溝、144b…ティース部コア、144b2…ダ
ブテール、144c,144d…絶縁部材、144c
1,144d3…起立壁、144c2,144d4…突起、
144c3,144d5…破断用溝、144e…固定子巻
線、144e1…渡り線、145…回転子。
Claims (3)
- 【請求項1】環状のヨーク部と該ヨーク部から内側に向
けて起立したティース部を備えた固定子鉄心を構成し、
前記固定子鉄心は該固定子鉄心の両側から絶縁部材を嵌
着して絶縁層を形成し、前記ティース部の前記絶縁部材
上に固定子巻線を巻装し、外部配線から前記固定子巻線
に3相交流電圧を供給する直流ブラシレス電動機におい
て、一方の側から嵌着する 前記絶縁部材には、その外周縁部
に複数の起立壁を設けて3列の渡り線収容溝を形成して
前記固定子巻線の渡り線を分けて収容保持し、 他方の側から嵌着する前記絶縁部材には、その外周縁部
に複数の起立壁を設けて2列の渡り線収容溝を形成して
前記固定子巻線の渡り線を分けて収容保持すると共に、
前記外部配線を接続するための圧接コネクタボックスと
中性点接続用の圧接コネクタボックスを一体成型して設
け たことを特徴とする直流ブラシレス電動機。 - 【請求項2】請求項1において、前記起立壁の一部を熱
溶着して前記渡り線収容溝の開口部を封止したことを特
徴とする直流ブラシレス電動機。 - 【請求項3】請求項1または2項において、前記ヨーク
部と前記ティース部は、ダブテール結合し、前記絶縁部
材は、前記ダブテール結合位置に合わせて破断用溝を設
けたことを特徴とする直流ブラシレス電動機。
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| JP2000193775A JP3535452B2 (ja) | 2000-06-28 | 2000-06-28 | 直流ブラシレス電動機 |
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