JP2005287127A - コンデンサ電動機 - Google Patents

Abstract

【課題】固定子鉄芯２の各歯部２−１に集中巻された固定子巻線４を有し、運転用のコンデンサ１１を内蔵したコンデンサ電動機において、内蔵可能なコンデンサ１１の限界静電容量を増加し、軸方向寸法の削減が可能で薄型化の可能なコンデンサ電動機の提供を目的とする。
【解決手段】運転用のコンデンサ１１は所定の静電容量が２個のコンデンサ１１の並列接続により得られる構成で、端子台本体７−１に設けた２個の切欠き孔１２に間挿されてなるとともに、コンデンサ１１の固定子巻線４側の端面は絶縁ボビン３の巻線非占有スペース１９にまで突出し、端子台本体７から反固定子巻線側への突出を抑えた構成とすることにより、軸方向寸法を抑制したコンデンサ内蔵型のコンデンサ電動機が得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、換気扇、扇風機等小型家電製品の送風用に使用され、運転用のコンデンサをモータハウジングの内側に内蔵した構造のコンデンサ電動機に関する。

従来、この種のコンデンサ電動機には端子台本体に対して脱着可能に保持されたコンデンサを内蔵した構造のものがある（例えば、特許文献１参照）。

以下、そのコンデンサ電動機について図１１〜図１５を参照しながら説明する。

図に示すように、端子台本体１０１は外部部品接続用端子１０２とコンデンサ接続用端子１０３と固定子鉄芯１０４に絶縁体１０５を介して巻装した固定子巻線１０６に接続される端子１０７を備え、前記絶縁体１０５の反固定子鉄芯側に固定されており、前記コンデンサ接続用端子１０３は前記コンデンサ１０８が前記コンデンサ電動機の回転子軸１０９の略直角方向に挿着されるように構成されている。また、前記コンデンサ１０８の素子はコンデンサケース１１０に収められ、このコンデンサケース１１０には前記コンデンサ接続用端子１０３に接続するコンデンサ端子１１１が設けられてある。そしてコンデンサ１０８のコンデンサ端子１１１は前記端子台本体１０１のコンデンサ接続用端子１０３と前記回転子軸１０９の直角方向に挿着することにより端子台１１２が完成し、電動機に内蔵されることになる。
特開２００２−５１５１３号公報

このような従来のコンデンサ電動機では、コンデンサは端子台本体に対して脱着可能構造であることから脱着可能な端子をコンデンサケースに設ける必要があり、コンデンサケースの厚みによりコンデンサの総厚みが増加すると共に、コンデンサは固定子巻線を巻装した絶縁体に密着して装着されるが前記絶縁体の内側スペースの巻線非占有スペースに収納される構成ではなく、したがって巻線非占有スペースの有効活用は困難となり、その分電動機の軸方向厚みは増加するという課題があり、電動機の軸方向寸法を薄型化することが要求されている。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、電動機の軸方向厚みを薄型化することができるコンデンサ電動機を提供することを目的としている。

本発明のコンデンサ電動機は上記目的を達成するために、円筒状のハウジングと、この内部周壁に嵌装され固定子鉄芯の各々の歯部に対して集中巻で固定子巻線として極数個の主巻線または極数個の補助巻線を絶縁ボビンを介し巻装した固定子と、この固定子巻線の端末線を電気的に接続する端子台と、前記ハウジングに回転自在に保持され前記固定子の内径部に配置された回転子とからなり、前記端子台はその中央部に前記回転子の軸受の外径寸法より大なる孔と運転用コンデンサを装着するための１個または複数個の切欠き孔とを有し、前記運転用コンデンサは軸方向の設置スペース削減に配慮し所定の静電容量が１個または複数個のコンデンサの並列接続により得られる構成であり、これら１個または複数個のコンデンサは前記１個または複数個の切欠き孔に間挿されてなり、その一方の軸方向端面は絶縁樹脂製の端子台本体から固定子巻線の端面側に突出してなり、この突出部は前記主巻線または補助巻線が巻装された絶縁ボビンの内径側立上げ部と外径側立上げ部の間で巻線の非占有スペースにまで配設され前記端子台本体の反固定子巻線側端面からの突出寸法を削減することにより電動機の軸方向寸法を削減できる構成としたものである。

この手段により絶縁ボビンの内径側立上げ部と外径側立上げ部の間で主巻線および補助巻線が巻装されていない巻線の非占有スペースを有効に活用し、電動機の軸方向の厚み寸法を削減でき薄型化の可能な構成のコンデンサ電動機が得られる。

また、本発明のコンデンサ電動機は上記目的を達成するために、固定子巻線の端末線を電気的に接続する端子台は絶縁樹脂製の端子台本体と導電材料からなる配線導体とからなり、前記端子台本体は固定子巻線の端末線を絡げて電気的接続し絶縁ボビンの内径側立上げ部または外径側立上げ部の軸方向端面に設置された複数のピン端子と電気的接続するためのピン端子接続部と、運転用コンデンサの電極リードと電気的接続するコンデンサリード接続部と、電源引出用接続部と、前記回転子の軸受が挿通する孔と運転用コンデンサを間挿する切欠き孔が設けられ、このコンデンサを間挿する切欠き孔は運転用コンデンサの外形形状における長手方向と前記絶縁ボビンに巻装された主巻線または補助巻線の巻回方向とが略一致する装着状態となるように形成した端子台を有する構成のコンデンサ電動機としたものである。

これにより、絶縁ボビンの内径側立上げ部と外径側立上げ部の間で主巻線および補助巻線が巻装されていない巻線の非占有スペースを有効に活用し、前記コンデンサの径方向寸法を略最大に採ることができコンデンサの容積の最大化すなわちコンデンサの容量の最大化ができることになり、同時に同一容量時は電動機の軸方向の厚み寸法を削減でき薄型化の可能な構成のコンデンサ電動機が得られる。

また、本発明のコンデンサ電動機は上記目的を達成するために、前記端子台に装着できる上限値に対して半分以下の静電容量の運転用コンデンサを内蔵する電動機または低電圧仕様の電動機等においては、前記コンデンサを１個使いとし、一方のコンデンサ間挿用の切欠き孔は空のままの構成としたものである。

これにより、低静電容量で運転される電動機においては、コンデンサの複数個使いを排除し、軸方向の厚み寸法の薄型化が可能であるとともに合理化の可能なコンデンサ電動機が得られる。

また、本発明のコンデンサ電動機は上記目的を達成するために、内蔵するコンデンサはフィルム巻回型とし、コンデンサ素子の外装保護および絶縁は所定厚さの絶縁フィルムを所定回数巻回するのみとした構成であり、絶縁樹脂による固着は前記素子の側面に設けた端子部保護用のみとし、小型化および薄型化の可能に形成された運転用コンデンサを内蔵した構成としたものである。

これにより、ケース入りコンデンサあるいはディップ型コンデンサ等と比較しコンデンサの容積の小型化が可能となり、電動機の軸方向の厚み寸法の薄型化が可能なコンデンサ電動機が得られる。

また、本発明のコンデンサ電動機は上記目的を達成するために、端子台本体に設けられ、内蔵するコンデンサを間挿する複数個の切欠き孔は、相隣接する各固定子巻線に近接して反固定子鉄芯側に相隣接して配置される構成としたものである。

これにより、コンデンサを関挿する複数個の切欠き孔は端子台本体に隣接して配置され、前記１個または複数個のコンデンサが近接配置されて接続する導電体の配線スペースを削減できるコンデンサ電動機が得られる。

本発明によれば電動機の軸方向厚みの薄型化が可能という効果のあるコンデンサ電動機を提供できる。

また、本発明によれば、コンデンサの容積の最大化すなわちコンデンサの容量の最大化ができることになり、同時に同一容量時は電動機の軸方向の厚み寸法を削減でき薄型化の可能な構成のコンデンサ電動機を提供できる。

また、コンデンサの複数個使いを排除し、軸方向の厚み寸法の薄型化が可能であるとともに合理化の可能なコンデンサ電動機を提供できる。

また、ケース入りコンデンサあるいはディップ型コンデンサ等と比較しコンデンサの容積の小型化が可能となり、電動機の軸方向の厚み寸法の薄型化が可能なコンデンサ電動機を提供できる。

また、複数個のコンデンサの配線スペースを削減し、端子台本体の小型化が可能なコンデンサ電動機を提供できる。

本発明の請求項１記載の発明は、円筒状のハウジングと、この内部周壁に嵌装され固定子鉄芯の各々の歯部に対して集中巻で固定子巻線として極数個の主巻線または極数個の補助巻線を絶縁ボビンを介し巻装した固定子と、この固定子巻線の端末線を電気的に接続する端子台と、前記ハウジングに回転自在に保持され前記固定子の内径部に配置された回転子とからなり、前記端子台はその中央部に前記回転子の軸受の外径寸法より大なる孔と運転用コンデンサを装着するための１個または複数個の切欠き孔とを有し、前記運転用コンデンサは軸方向の設置スペース削減に配慮し所定の静電容量が１個または複数個のコンデンサの並列接続により得られる構成であり、これら１個または複数個のコンデンサは前記１個または複数個の切欠き孔に間挿されてなり、その一方の軸方向端面は絶縁樹脂製の端子台本体から固定子巻線の端面側に突出してなり、この突出部は前記主巻線または補助巻線が巻装された絶縁ボビンの内径側立上げ部と外径側立上げ部の間で巻線の非占有スペースにまで配設され前記端子台本体の反固定子巻線側端面からの突出寸法を削減することにより電動機の軸方向寸法を削減できる構成としたものであり、絶縁ボビンの内径側立上げ部と外径側立上げ部の間で主巻線および補助巻線が巻装されていない巻線の非占有スペースを有効に活用し、電動機の軸方向の厚み寸法を削減でき薄型化の可能な構成とするという作用を有する。

また、固定子巻線の端末線を電気的に接続する端子台は絶縁樹脂製の端子台本体と導電材料からなる配線導体とからなり、前記端子台本体は固定子巻線の端末線を絡げて電気的接続し絶縁ボビンの内径側立上げ部または外径側立上げ部の軸方向端面に設置された複数のピン端子と電気的接続するためのピン端子接続部と、運転用コンデンサの電極リードと電気的接続するコンデンサリード接続部と、電源引出用導電部と、前記回転子の軸受が挿通する孔と運転用コンデンサを間挿する切欠き孔が設けられ、このコンデンサを間挿する切欠き孔は運転用コンデンサの外形形状における長手方向と前記絶縁ボビンに巻装された主巻線または補助巻線の巻回方向とが略一致する装着状態となるように形成した端子台を有する構成としたものであり、絶縁ボビンの内径側立上げ部と外径側立上げ部の間で主巻線および補助巻線が巻装されていない巻線の非占有スペースを有効に活用し、前記コンデンサの径方向寸法を略最大に採ることができコンデンサの容積の最大化すなわちコンデンサの容量の最大化ができることになり、同時に同一容量時は電動機の軸方向の厚み寸法を削減でき薄型化の可能な構成することができる。

また、端子台に装着できる上限値に対して半分以下の静電容量の運転用のコンデンサを内蔵する電動機においては、前記コンデンサを１個使いとし一方のコンデンサ間挿用の切欠き孔は空のままの構成とした。
また、内蔵するコンデンサはフィルム巻回型とし、コンデンサ素子の外装保護および絶縁は所定厚さの絶縁フィルムを所定回数巻回するのみとした構成であり、絶縁樹脂による固着は前記素子の側面に設けた端子部保護用のみとし、小型化および薄型化の可能な構成の運転用コンデンサを内蔵した。
また、端子台本体に設けられ、内蔵するコンデンサを間挿する端子台本体の複数個の切欠き孔は、相隣接する各固定子巻線に近接して反固定子鉄芯側に隣接して配置された。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１〜図４、図６および図９に示すように、円筒状のハウジング１と、この内部周壁に間挿された固定子鉄芯２と各々の歯部２−１に絶縁ボビン３を介して集中巻で直巻巻装された極数個の主巻線４−１と極数個の補助巻線４−２を有する固定子巻線４からなる固定子５と、この固定子巻線４の端末線を電気的に接続する端子台７と、前記ハウジング１に回転自在に保持され前記固定子５の内径部に配置された回転子８とからなり、前記端子台７はその中央部に前記回転子８の軸受９の外径寸法より大なる１個の孔１０と運転用のコンデンサ１１を装着するための２個の角型の切欠き孔１２を有し、前記運転用のコンデンサ１１−１と１１−２とは互いに並列接続されて固定子巻線４と接続され前記２個の角型の切欠き孔１２−１と１２−２に各々間挿されて配置される。そして、前記端子台７は、絶縁樹脂製の内径側立上げ部３−１と外径側立上げ部３−２および鉄芯絶縁部３−３からなる絶縁ボビン３を介して直巻巻装された固定子巻線４と電気的に接続し前記絶縁ボビン３に装着固定されて構成される。

また、図５において、前記端子台７に装着可能なコンデンサ１１の上限の静電容量に対し、半分以下の静電容量かまたは低電圧仕様である場合、使用するコンデンサ１１は１個使いとし、端子台本体７−１に設けた一方のコンデンサ１１間挿用切欠き孔１２は空のままで構成される。

また、図７および図８において、コンデンサ１１はコンデンサ素子１４がフィルム巻回型で、このコンデンサ素子１４の外装はコンデンサ素子１４の幅寸法より幅広の接着性絶縁フィルム１５を所定回数巻回して形成され、両側面の電極はメタリコン処理層１６を介して電極リード１７が接続され、この電極リード１７および接続部は絶縁性樹脂層１８により固着・保護されて構成される。

また、図１および図６において端子台本体７−１に設けられ内蔵するコンデンサ１１を間挿する２個の切欠き孔１２−１，１２−２は、相隣接する各固定子巻線４の反固定子鉄芯側に近接し、相隣接して配置される。

上記構成において、運転用のコンデンサ１１は静電容量的に２つのコンデンサ１１−１，１１−２に分割構成されるとともに、コンデンサ１１−１と１１−２の固定子鉄芯２側の軸方向端面は、各々絶縁ボビン３の内径側立上げ部３−１と外径側立上げ部３−２で形成される固定子巻線４の巻線巻装可能部分の内、巻線の非占有スペース１９にまで突出して、前記端子台本体７−１に設けた２個の切欠き孔に各々間装されてなり、したがって、前記コンデンサ１１−１，１１−２の前記端子台本体７−１の反固定子巻線側端面からの突出寸法を削減し、電動機の軸方向寸法を削減し薄型化の可能な構成が得られることとなる。

また、コンデンサ１１が低静電容量仕様時または低電圧仕様時等において、１個のコンデンサ１１で必要な静電容量が確保できる場合には、端子台本体７−１に設けた切欠き孔１２は１個のみに前記コンデンサ１１を装着し、もう一方の切欠き孔１２にはコンデンサ１１を装着することなく空のままで構成され、コンデンサ１１部分のコストは低減されることとなる。

また、コンデンサ素子１４の外装として接着性絶縁フィルム巻回仕様とすることで、このコンデンサ素子１４をケース入り型および樹脂に浸漬するディップ型等と比較してコンデンサ１１の容積低減ができ小型化が可能となる。

また、端子台本体に設けるコンデンサ１１を間挿する２個の切欠き孔を、相隣接する固定子巻線４の電動機軸方向の反固定子鉄芯側に近接して設けたことにより、コンデンサ１１−１とコンデンサ１１−２の並列接続のための相互の配線を短縮し簡略化することが可能となる。

（実施の形態２）
図１、図６、図７および図９は内蔵される運転用のコンデンサ１１とこれを間挿する切欠き孔１２と、固定子巻線４の巻回方向との関係を示し、図において端子台７は絶縁樹脂製の端子台本体７−１と運転用のコンデンサ１１と導電材料からなる配線導体２０からなり、この配線導体２０は端子台本体７−１の絶縁樹脂で大部分がモールドされ、固定子巻線４の端末線１３は絶縁ボビン３の内径側立上げ部３−１または外径側立上げ部３−２の軸方向端面に設置された複数のピン端子２１と電気的接続するためのピン端子接続部２０−１と、コンデンサの電極リード１７と電気的接続するコンデンサリード接続部２０−２と、電源接続部２０−３は少なくとも露出して構成される。そして、端子台本体７−１は回転子８の軸受９が挿通する孔１０と運転用のコンデンサ１１を間挿する切欠き孔１２を有し、この切欠き孔１２の長手方向Ａはコンデンサ１１の外形形状における長手方向Ｂおよび固定子巻線４の巻線巻回方向Ｃと一致するように構成される。

上記構成において、運転用のコンデンサ１１を装着するため端子台本体７−１に設けた角型の切欠き孔１２は、各々極数個の主巻線４−１と補助巻線４−２からなる固定子巻線４の反固定子鉄芯側に近接し、これら固定子巻線４の巻線巻回方向Ｃが前記切欠きの長手方向Ａとコンデンサ１１の外形形状の長手方向Ｂ一致するため、端子台本体７−１から固定子巻線４の端面側に突出した部分が前記ボビンの巻線巻装可能部分の内、巻線の非占有スペース１９に入りこみ易く、巻線非占有スペース１９を有効に活用し、前記コンデンサ１１の径方向寸法を略最大に採ることができコンデンサ１１の容積の最大化すなわちコンデンサ１１の容量の最大化ができることになり、同時に同一容量時は電動機の軸方向の厚み寸法を削減でき薄型化の可能となる。

なお、実施の形態１および実施の形態２において、巻線の極数は２としたがその他の極数を用いてもよく、その作用効果に差異を生じない。

また、内蔵するコンデンサの数および端子台本体の前記コンデンサ挿着用の切欠き孔は実施の形態１または実施の形態２で示すような１個または２個の場合に限定されるものではなく、いくつであってもその基本的な効果が得られる。

また、端子台に装着する電気部品も限定されるものではなく、温度ヒューズや電流ヒューズ等の電動機保護用部品や配線部材の追加等は常に可能である。

また、配線導体は接続部以外の部分を絶縁樹脂によりモールドした構成としたがこれに限定されるものではなく、リード線による引き回し配線あるいはプリント基板による配線構造においても同様の効果が得られる。

以上のように固定子鉄芯の各歯部に絶縁ボビンを介し集中巻で固定子巻線を巻装し各巻線の端末線を端子台で電気的接続する本発明のコンデンサ電動機の構成は、運転用のコンデンサをハウジング内に内蔵する場合、軸方向寸法を抑制し電動機の薄型化が必要な用途に適用できる。

本発明の実施の形態１のコンデンサ電動機を示す側断面図 同コンデンサ電動機の結線図 同コンデンサ電動機の反負荷側ハウジングを外した時の正面図 同コンデンサ電動機の運転用コンデンサを２個装着の端子台の正面図 同コンデンサ電動機の運転用コンデンサを１個装着の端子台の正面図 本発明の実施の形態２のコンデンサ電動機の端子台の正面図 同コンデンサ電動機の運転用コンデンサの斜視図 同コンデンサ電動機の運転用コンデンサの部分側断面図 同コンデンサ電動機の端子台装着前の固定子の正面図 同コンデンサ電動機の別の端子台の正面図 従来のコンデンサ電動機を示す側断面図 同コンデンサ電動機の結線図 同コンデンサ電動機の端子台の正面図 同コンデンサ電動機の端子台本体の正面図 同コンデンサ電動機の運転用コンデンサの斜視図

符号の説明

１ ハウジング
２ 固定子鉄芯
３ 絶縁ボビン
３−１ 内径側立上げ部
３−２ 外径側立上げ部
４ 固定子巻線
４−１ 主巻線
４−２ 補助巻線
５ 固定子
７ 端子台
７−１ 端子台本体
８ 回転子
９ 軸受
１０ 孔
１１ コンデンサ（１１−１、１１−２）
１２ 切欠き孔（１２−１、１２−２）
１３ 端末線
１４ コンデンサ素子
１５ 接着性絶縁フィルム
１６ メタリコン処理層
１７ 電極リード
１８ 絶縁性樹脂層
１９ 非占有スペース
２０ 配線導体
２０−１ ピン端子接続部
２０−２ コンデンサリード接続部
２０−３ 電源接続部
２１ ピン端子

Claims (5)

1. 円筒状のハウジングと、この内部周壁に嵌装され固定子鉄芯の各々の歯部に対して集中巻で固定子巻線として極数個の主巻線または極数個の補助巻線を絶縁ボビンを介し巻装した固定子と、この固定子巻線の端末線を電気的に接続する端子台と、前記ハウジングに回転自在に保持され前記固定子の内径部に配置された回転子とからなり、前記端子台はその中央部に前記回転子の軸受の外径寸法より大なる孔と運転用コンデンサを装着するための１個または複数個の切欠き孔とを有し、前記運転用コンデンサは軸方向の設置スペース削減に配慮し所定の静電容量が１個または複数個のコンデンサの並列接続により得られる構成であり、これら１個または複数個のコンデンサは前記１個または複数個の切欠き孔に間挿されてなり、その一方の軸方向端面は絶縁樹脂製の端子台本体から固定子巻線の端面側に突出してなり、この突出部は前記主巻線または補助巻線が巻装された絶縁ボビンの内径側立上げ部と外径側立上げ部の間で巻線の非占有スペースにまで配設され前記端子台本体の反固定子巻線側端面からの突出寸法を削減することにより電動機の軸方向寸法を削減できる構成のコンデンサ電動機。
2. 固定子巻線の端末線を電気的に接続する端子台は絶縁樹脂製の端子台本体と導電材料からなる配線導体とからなり、前記端子台本体は固定子巻線の端末線を絡げて電気的接続し絶縁ボビンの内径側立上げ部または外径側立上げ部の軸方向端面に設置された複数のピン端子と電気的接続するためのピン端子接続部と、運転用コンデンサの電極リードと電気的接続するコンデンサリード接続部と、電源引出用接続部と、前記回転子の軸受が挿通できる寸法以上の孔と運転用コンデンサを間挿する切欠き孔が設けられ、このコンデンサを間挿する切欠き孔は運転用コンデンサの外形形状における長手方向と前記絶縁ボビンに巻装された主巻線または補助巻線の位置と巻回方向とが略一致する装着状態となるように形成した端子台を有する構成のコンデンサ電動機。
3. 前記端子台に装着できる上限値に対して半分以下の静電容量かまたは低電圧仕様の運転用コンデンサを内蔵する電動機においては、前記コンデンサを１個使いとし一方のコンデンサ間挿用の切欠き孔は空のままの構成とした請求項１記載のコンデンサ電動機。
4. 内蔵するコンデンサはフィルム巻回型とし、コンデンサ素子の外装保護および絶縁は所定厚さの絶縁フィルムを所定回数巻回するのみとした構成であり、絶縁樹脂による固着は前記素子の側面に設けた端子部保護用のみとし、小型化および薄型化の可能な構成の運転用コンデンサを内蔵した請求項1または2記載のコンデンサ電動機。
5. 端子台本体に設けられ、内蔵するコンデンサを間挿する複数個の切欠き孔は、相隣接する各固定子巻線に近接して反固定子鉄芯側に相隣接して配置された請求項１記載のコンデンサ電動機。

Images