专利名称：电动机及具有该电动机的电动送风机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电动机及具有该电动机的电动送风机，特别是涉及一种电动机用电枢的绝缘构造的改进。
背景技术：
作为过去的电动机用电枢，例如有以下那样的电枢。即，在成为回转中心的轴压入并固定铁心和整流子，在铁心的形成于其外周面的槽卷绕电线。另外，在轴还压入用于维持电线与铁心的端面和回转用轴的绝缘的绝缘端板。在该场合，铁心、整流子及绝缘端板的内径形成得比轴的外径大，而且形成得比包含设于轴表面上的肋状突起的轴外径小。当将铁心、整流子及绝缘端板压入到轴时，其内周面一边推压突起一边插入。为此，可与轴的外径和压入部件的内径的尺寸偏差无关地保证铁心、整流子、及绝缘端板相对轴的稳定压入加压和保持力。
在如上述那样构成的电动机用电枢中，由绝缘端板和槽绝缘体实现绝缘，该绝缘端板用于维持卷绕于槽中的电线与铁心的端面和轴的绝缘，该槽绝缘体插入到槽中用于维持电线与铁心的绝缘。在绝缘端板形成与槽形状对应的开口部(或切口部)，其开口部来到槽位置，绝缘端板邻接于铁心的两端面地压入到轴。另一方面，槽绝缘体被加工成与铁心的宽度大体相同的长度，插入到各槽。
槽绝缘体在槽中的插入一般如记载于以下的工序那样得到自动化。首先，例如将展开宽度与槽的内面宽度大体相同的卷筒状薄膜材料送入到自动插入机。然后，将送入的薄膜材料切断成与铁心大体相同的长度。然后，大体成为槽形地折曲宽度方向中心。相应于铁心的槽数按角度分度出槽位置后，将折曲的薄膜材料插入到槽中。
关于上述槽绝缘，已知有这样的技术(例如参照专利文献1)，即，为了防止绕线时的张力使插入到槽内的槽绝缘体朝轴向移动而导致绝缘不足，使槽绝缘体的端部接触到在2个绝缘端板的至少一方的开口部周缘。
专利文献1日本特开平10-243594号公报发明内容通常，槽在铁心的外周面形成12～22个部位。为此，在上述那样的过去的构成中，需要高速地进行这样的工序，即，使宽度方向中心成为大体槽形地折曲被切断成与铁心大体相同的长度的薄膜材料，分度出槽位置，插入到槽。然而，当高速地进行这样的工序时，存在槽绝缘体的尺寸偏差或插入错误容易发生的问题。
另外，由于铁心材料存在越是铁损性能优良的材质硬度越高的倾向，所以，铁心硬度对于高输出用电动机用的场合和低成本电动机用的场合不同。当将铁心压入到轴时，铁心内周面一边使突起倒下一边插入，所以，铁心压入后的残存突起高度随铁心硬度的不同产生差异。
基于上述理由，铁心压入后的包含突起的轴线不确定，所以，对于必须在铁心压入后的工序中压入到轴的绝缘端板，其压入保持力产生大的偏差，在绕线之前回转移动，有时还存在容易从轴脱出的危险。这样的状况使绕线不良发生，成为降低生产率的一个原因。
另外，在将端板绝缘与槽绝缘部之间存在间隙的电动机用于具有送风用风扇、整流子、碳刷的电动送风机的场合，从吸气口流入的气流使磨损的碳刷粉紊流，存在从上述间隙诱发绝缘破坏的可能性。
本发明就是为了解决上述问题而作出的，其目的在于提供一种提高了电枢的组装性和绝缘的可靠性的电动机和具有该电动机的送风机。
本发明的电动机的特征在于具有电枢，该电枢包括铁心、绝缘体、及电线；该铁心在相对的端面间使轴贯通，在上述端面间的外周部形成沿上述轴方向的多个槽；该绝缘体一体形成端面绝缘部和槽绝缘部，该端面绝缘部由上述轴插入并且邻接于上述铁心的一方的端面配置，该槽绝缘部从上述端面绝缘部的周围延长并且插入到上述多个槽；该电线隔着插入到上述槽的上述槽绝缘部卷绕到上述铁心。对此，也可变形为从属权项所示那样的几个形式。
另外，本发明的电动送风机的特征在于具有上述电动机和由该电动机驱动的风扇。
本发明的电动机将一体形成端面绝缘部与槽绝缘部的绝缘体作为电枢绝缘构件，该端面绝缘部邻接于铁心的端面，该槽绝缘部插入到铁心的槽，所以，包含电枢的电动机的组装性和绝缘可靠性提高。
另外，本发明的电动送风机将上述电动机作为风扇驱动源，所以，送风机的可靠性和寿命提高。
图1为实施形式1的绝缘体安装前和绕线加工前的电枢外观图。
图2为实施形式1的绝缘体安装后和绕线加工后的电枢外观图。
图3为说明图1的电枢的轴与铁心的固定方法的说明图，(a)为轴的截面图，(b)为轴和压入到轴的铁心的正面图。
图4为示出铁心、绝缘体、及绕组的配置关系的铁心的局部截面图。
图5为示出本发明实施形式的电动机的一例的外观图。
图6为实施形式2的绝缘体安装前和绕线加工前的电枢外观图。
图7为实施形式3的绝缘体安装前和绕线加工前的电枢外观图。
图8为本发明实施形式的电动送风机的纵截面图。
具体实施例方式
实施形式1下面详细说明本发明的实施形式。图1为本发明实施形式1的绝缘体安装前和绕线加工前的电枢外观图。该电枢具有回转用的轴3、压入保持于轴3的铁心2、保持卷绕于铁心2的电线与铁心2的端面2a、2b和轴3的绝缘的绝缘体1、及与绝缘体1一起用于绝缘的绝缘端板4。
铁心2由轴3贯通相对的端面2a、2b间，在其端面间的外周部形成沿轴3的纵向(称为轴方向)的多个槽2c。该槽2c为卷绕电线的部分。在本说明书中，也将铁心2的端面2a、2b间称为铁心2的宽度。
绝缘体1包括压入到轴3的管部1a，与铁心2的端面2a邻接地相对配置的端面绝缘部1b，及从端面绝缘部1b的周围朝与端面绝缘部1b直交的方向延长、嵌合插入到铁心2的槽2c的槽绝缘部1c。槽绝缘部1c的轴方向长度设定得比铁心2的宽度稍长。管部1a、端面绝缘部1b、及槽绝缘部1c按预先一体化的状态压入到轴3，安装于铁心2。因此，最好管部1a、端面绝缘部1b、及槽绝缘部1c通过树脂等的一体成形制作。
绝缘端板4由压入到轴3的管部4a和邻接于铁心2的端面2b相对配置的端面绝缘部4b构成，在端面绝缘部4b的周围形成与槽绝缘部1c和槽2c对应的多个开口部(或切口部)4c。
图2为实施形式1的绝缘体安装后和绕线加工后的电枢外观图。该电枢16成为从压入到轴3的铁心2的一方的端面侧将绝缘体1压入到轴3、将绝缘体1的槽绝缘部1c插入到铁心2的槽2c的状态。另外，从铁心2的另一方的端面侧将绝缘端板4压入到轴3，邻接于铁心2的端面2b配置。槽绝缘部1c的前端部成为接触或配合于绝缘端板4的开口部的状态。将整流子5压入固定于轴3，进而在铁心2卷绕电线8，构成电枢16。
图3为说明图1或图2的电枢的轴3与铁心2的固定方法的说明图，(a)为轴3的截面图，(b)为轴3和压入到轴3的铁心2的正面图。如图所示那样，在轴3的外周部以肋状沿其轴长方向形成多条(在该例中为4条)0.01～0.2mm左右的凸部。将该肋状的凸部称为突起6。设不包含突起6的轴3的外径为φa、包含突起6的轴3的外径为φb的情况下，成为φa＜φb。另外，当将铁心2压入到轴3时，设符号6a表示铁心2压入轴3时铁心2通过后的残存突起，包含该残存突起6a的轴3的外径为φb1，则成为φa＜φb1。图3中的箭头示出铁心2的压入方向。
图4为示出铁心2、绝缘体1、及绕组8的配置关系的铁心2的局部截面图。如图所示那样，在铁心2的槽2c插入绝缘体1的槽绝缘部1c使其进行配合。然后，隔着该槽绝缘部1c将电线8卷绕到各槽2c。这样，维持铁心2与电线8的绝缘。
绝缘体1由用于维持电线8与轴3间的绝缘的管部1a、用于维持电线8与铁心2的端面2a间的绝缘的端面绝缘部1b、及用于维持电线8与铁心2的槽2c间的绝缘的槽绝缘部1c构成，它们一体形成。管部1a的内径形成得比φb1大，壁厚形成为0.5～2mm。端面绝缘部1b形成为壁厚0.1～0.5mm，在其周围形成槽绝缘部1c，该槽绝缘部1c具有与槽2c配合的多个凹面。槽绝缘部1c形成为壁厚0.5～2mm，轴方向的长度形成得比铁心2的宽度例如长0.5mm或其以上。另外，槽绝缘部1c如图4所示那样形成为与铁心2的槽2c大体相同的截面形状，与槽2c在周向上按相同间隔形成相同数量。
绝缘端板4由用于维持卷绕的电线8与轴3间的绝缘的管部4a和用于维持电线8与铁心2的端面2b的绝缘的端面绝缘部4b构成。管部4a的内径形成得比图3所示φb1大，壁厚形成为0.5～2mm。端面绝缘部4b形成为壁厚0.5～2mm，形成与槽绝缘部1c和槽2c对应的开口部4c。最好管4a与端面绝缘部4b由相同的树脂一体成形。
下面，说明上述电枢的组装程序。首先，将轴3插入到铁心2。如图3所示那样，铁心2的内径形成得比轴3的外径φa大，而且比包含突起6在内的轴3的外径φb小，铁心2隔着突起6确实地压入保持于轴3。
接着，通过铁心2的压入从存在形成的残存突起6a的一侧插入绝缘体1，同时从端面2a侧将绝缘体1的槽绝缘部1c插入到槽2c，插入进行到绝缘体1的端面绝缘部1b与铁心2的端面2a邻接为止。进而从与插入绝缘体1一侧相反侧将绝缘端板4插入到轴3，该插入进行到与铁心2的端面2b邻接为止，使槽绝缘部1c的前端部插入到绝缘端板4的开口部4c。绝缘体1的槽绝缘部1c的轴方向长度形成得比铁心2的宽度长0.5mm左右，槽绝缘部1c的前端接触或配合于绝缘端板4的开口部4c。这样，铁心2成为由绝缘体1与绝缘端板4夹住的状态。
此后，将整流子4压入固定到轴3，进而将电线8卷绕到铁心2的槽2c，从而形成图2所示那样的电枢16。
将如上述那样制作的电枢16作为转子，将其与定子组合，从而可构成电动机。图5为具有电枢16的电动机的一例，在电枢16的铁心2的周围配置定子15。
如以上那样制作的电动机除了构成其的电枢的特征外，还具有以下那样的效果。
管部1a、端面绝缘部1b、及槽绝缘部1c在插入到轴3前对应于铁心2的形状一体形成。即，将绝缘体1作为电枢的绝缘构件，该绝缘体1一体形成与铁心2的端面2a邻接的端面绝缘部1b和插入于铁心2的槽2c的槽绝缘部1c。为此，当将绝缘体1安装于铁心2时，不需要过去实施的相应于槽数按角度高速地分度出槽位置的工序，不发生槽绝缘部的插入错误或尺寸偏差。
另外，槽绝缘部1c将其前端邻接或配合于绝缘端板4的开口部4c地固定，如误将绝缘体1插入到槽2c，则槽绝缘部1c不能在槽2c内自由移动。为此，即使铁心压入后的包含残存突起6a的轴3的直径发生大的偏差，在绕线之前，绝缘体1也不会回转移动。因此，即使在铁心2的内周面一边使突起6倒下一边插入到轴3的压入方式，也可稳定地将绝缘体1安装于铁心2，可在较宽的范围选定与铁损性能相应的不同的材质。
实施形式2图6为实施形式2的绝缘体安装前和绕线加工前的电枢外观图。在这里，采用2个绝缘体9代替实施形式1的绝缘体1和绝缘端板4。
绝缘体9由用于维持卷绕的电线与轴3间的绝缘的管部9a、用于维持电线与铁心2的端面2a或2b间的绝缘的端面绝缘部9b、及用于维持电线与铁心2的槽2c间的绝缘的槽绝缘部9c构成，它们一体形成。在这里，槽绝缘部9c的轴方向长度为实施形式1的槽绝缘部1c的轴方向长度的一半，2个绝缘体9形成为相同形状，它可为按任意比例分割实施形式1的槽绝缘部1c的轴方向长度获得的长度。
管部9a的内径形成得比φb1大，壁厚形成为0.5～2mm。端面绝缘部9b形成为壁厚0.5～2mm，在其周围形成与槽2c对应的多个凹部。该槽绝缘部9c从端面绝缘部9b的凹部朝与端面绝缘部9b直交的方向延长，其轴方向长度为铁心宽度的大体一半的长度，厚度例如为0.2～1mm。另外，槽绝缘部9c形成为与铁心2的槽2c大体相同的截面形状，与铁心2的槽2c在周向上按相同间隔形成相同数量。
实施形式2的电枢的制造方法如下。首先，铁心2在轴3的压入如在实施形式1中的说明同样地进行。然后，在铁心2安装的轴3插入一方的绝缘体9，同时，从铁心2的端面2a侧将该槽绝缘部9c插入到槽2c，直到端面绝缘部9b与铁心端面2a邻接。同样，从相反的端面2b侧将另一方的绝缘体9插入到轴3，同时，从铁心2的端面2b侧将该槽绝缘部9c插入到槽2c直到端面绝缘部9b与铁心端面2b邻接。这样，铁心由2个绝缘体9夹住，而且在槽2c内的轴方向中心附近，成为2个相对的槽绝缘部9c接合的状态。
按照采用上述电枢的实施形式2的电动机，除了由实施形式1获得的效果外，通过采用相同形状的2个绝缘体9，从而可实现由部件的通用化获得的部件成本的减少和组装的简化。
实施形式3图7为本发明实施形式3的绝缘体安装前和绕线加工前的电枢外观图。其中，采用2个绝缘体10、11代替实施形式1的绝缘体1和绝缘端板4。
绝缘体10由用于维持卷绕的电线与轴3间的绝缘的管部10a、用于维持电线与铁心2的端面2a或2b间的绝缘、用于维持电线与铁心2的端面2a或2b间的绝缘的端面绝缘部10b、及用于维持电线与铁心2的槽2c间的绝缘的槽绝缘部10c构成，由树脂等一体形成。管部10a的内径形成得比图3的φb1大，壁厚形成为0.5～2mm。端面绝缘部10b形成为壁厚0.5～2mm，在端面绝缘部10b的周围形成与铁心2的槽2c对应的凹部。该槽绝缘部10c从端面绝缘部10b的凹部朝与端面绝缘部10b直交的方向延长，其截面形状形成为与铁心2的槽2c大体相同的形状，轴方向长度形成得比铁心2的宽度例如长0.5mm左右。这样，当将绝缘体10、11安装于铁心2时，槽绝缘部10c的前端部接触或配合于空槽绝缘部11d的凹部，槽绝缘部11c的前端部接触或配合于空槽绝缘部10d的凹部。槽绝缘部10c不形成于端面绝缘部10b的所有凹部，通过空槽绝缘部10d每隔1个凹部地形成。另外，槽绝缘部10c的厚度例如为0.2～1mm。
绝缘体11与绝缘体10成对使用，在与绝缘体10的空槽绝缘部10d相对的部分形成槽绝缘部11c，在与绝缘体10的槽绝缘部10c相对的部分形成空槽绝缘部11d。除此之外，绝缘体11与绝缘体10为相同构成。
下面，说明实施形式3的电枢的制造方法。首先，铁心2向轴3的压入与在实施形式1中说明的压入同样地进行。然后，在铁心2安装的轴3插入绝缘体10，同时，从铁心2的端面2a侧将其槽绝缘部10c插入到槽2c，直到端面绝缘部10b与端面2a邻接。同样，从相反的端面2b侧将绝缘体11插入到轴3，同时，从铁心2的端面2b侧将该槽绝缘部11c插入到槽2c直到端面绝缘部11b与端面2b邻接。此时，槽绝缘部10c与槽绝缘部11c交替地插入到槽2c。
按照采用上述电枢的实施形式3的电动机，除了由实施形式1获得的效果外，通过采用相同形状的2个绝缘体10、11，从而可实现由部件的通用化获得的部件成本的减少和组装的简化。
另外，槽绝缘部10c的前端部接触或配合于空槽绝缘部11d的凹部，槽绝缘部11c的前端部接触或配合于空槽绝缘部10d的凹部，所以，在槽2c内不会在槽绝缘部10d、11d与铁心2产生间隙，可实现可靠性高的绝缘。
虽然在该实施形式中每隔1个凹部形成槽绝缘部10c、11c，但也可每隔2个或2个以上的凹部配置它们。
作为上述各实施形式的绝缘体1、9、10、11或绝缘端板4的材料，树脂，PET或PBT等耐热性和成形性优良的树脂特别理想。另外，绝缘体1、9、10、11的管部、端面绝缘部和槽绝缘部由相同树脂一体成形时特别理想，但例如也可由耐压性优良的材料(例如聚酯薄膜)构成槽绝缘部，用粘接或嵌入等方法将其接合到端面绝缘部而一体化。
另外，在上述各实施形式中示出的绝缘体1、9、10、11和绝缘端板4的厚度的值为例示，不限于该厚度。
实施形式4图8为本发明实施形式的电动送风机的纵截面图。该电动送风机具有实施形式1～3中任一项所述的搭载了电枢的电动机，由其驱动送风用风扇。图8所例示的电动送风机由风扇罩20、设于风扇罩20中心部的吸气口12、设于轴3的送风扇13、对由送风扇13送出的空气进行引导的导向叶片14、构成电动机的定子15和电枢16、固定电动机16的构架17、设于构架17的排气口18、碳刷19、整流子4等构成。电枢16为图2所示电枢16。
当向上述电动送风机供电、使电流流到卷绕于电枢16和定子15的电线时，通过由定子15励磁的磁场在电枢16发生回转方向的力。同时，设于轴3的风扇13也开始回转，从吸气口12吸入空气。吸入到送风机内的空气经由导向叶片14，通过定子15与构架17之间，对电动机进行冷却，然后，从排气口18排出到外部。
上述电动送风机的电枢16的绝缘体(管部1a、端面绝缘部1b、及槽绝缘部1c)通过一体成形或接合等预先一体形成，紧密接触于铁心。为此，即使从吸气口12流入的气流使磨损的碳刷19的粉紊流，附着于电枢16，也可抑制其进入到铁心与绝缘体之间而导致的绝缘破坏，实现送风机的可靠性的提高和长寿命化。
权利要求
1.一种电动机，其特征在于具有电枢，该电枢包括铁心、绝缘体、及电线；该铁心在相对的端面间使轴贯通，在上述端面间的外周部形成沿上述轴方向的多个槽；该绝缘体一体形成端面绝缘部和槽绝缘部，该端面绝缘部由上述轴插入并且邻接于上述铁心的一方的端面配置，该槽绝缘部从上述端面绝缘部的周围延长并且插入到上述多个槽；该电线隔着插入到上述槽的上述槽绝缘部卷绕到上述铁心。
2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于使上述绝缘体的上述槽绝缘部的上述轴方向长度与上述铁心的上述端面间宽度大体相同，具有绝缘端板，该绝缘端板从与上述绝缘体插入侧相反侧插入到上述轴，邻接配置于上述铁心的另一方的端面。
3.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于使上述绝缘体的上述槽绝缘部的上述轴方向长度为上述铁心的上述端面间宽度的大体一半，分别从上述铁心的各端面侧插入该绝缘体，使上述槽绝缘部在上述槽内接合。
4.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于使上述绝缘体的上述槽绝缘部的上述轴方向长度与上述铁心的上述端面间宽度大体相同，从上述铁心的一方的端面侧将第1绝缘体插入到上述轴，该第1绝缘体每隔开1个或多个上述槽配置上述槽绝缘部；从上述铁心的另一方的端面侧将第2绝缘体插入到上述轴，该第2绝缘体在与上述第1绝缘体的空槽绝缘部的上述槽对应的部位设置上述槽绝缘部。
5.一种电动送风机，其特征在于具有权利要求1～4中任何一项所述的电动机和由上述电动机驱动的风扇。
全文摘要
本发明的电动机具有电枢，该电枢具有铁心(2)、绝缘体(1)、及电线(8)；该铁心(2)在相对的端面(2a、2b)间使轴(3)贯通，在其端面间的外周部形成沿轴(3)方向的多个槽(2c)；该绝缘体(1)一体形成端面绝缘部(1b)与槽绝缘部(1c)，该端面绝缘部(1b)插入轴(3)并邻接配置于铁心(2)的一方的端面(2a)，该槽绝缘部(1c)从端面绝缘部(1b)的周围长延长并插入到多个槽(2c)；该电线(8)隔着插入到槽(2c)的槽绝缘部(1c)卷绕到铁心(2)。
文档编号H02K3/32GK1792017SQ20048001007
公开日2006年6月21日 申请日期2004年9月1日 优先权日2004年9月1日
发明者安岛武彦 申请人:三菱电机株式会社, 三菱电机家用机器株式会社