JP2016059083A - 外転型誘導電動機およびそれを搭載した天井扇 - Google Patents

外転型誘導電動機およびそれを搭載した天井扇 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は天井扇などに用いられる外転型誘導電動機において、運転効率を向上して省電力化を図ることを目的とする。【解決手段】中心に軸孔７ａを有する固定子鉄心７に、外周面が長手方向に小径部６ｂと大径部６ａからなる段付き構造を有する軸６を圧入するとともに、大径部６ａに形成される段部６ｃを固定子鉄心７の上端面に当接させるという構成にしたことにより、軸６と固定子鉄心７の垂直度が保たれ、空隙１１の寸法を狭めることが可能となり運転効率が向上でき、省電力化が図れる外転型誘導電動機を得られる。【選択図】図２

Description

本発明は、固定子鉄心の中央部に一部が中空に形成された軸が固定される外転型誘導電動機およびそれを搭載した天井扇に関するものである。
従来、この種の外転型誘導電動機においては、固定子鉄心の中央部に外径寸法が同一の軸が固定されている。（例えば、特許文献１参照）。
以下、その外転型誘導電動機について図５を参照しながら説明する。
図に示すように、外転型誘導電動機１０２は、複数の内側巻線１０８と外側巻線１０９が巻装配置された固定子鉄心１０７と、この固定子鉄心１０７の中央部に取り付けられる軸１０６と、この軸１０６の上下に配置された軸受１１２ａ、１１２ｂを介して、回転子１１０が上カバー１１３と下カバー１１４とともに回転自在に取り付けられる構成となっており、固定子鉄心１０７と回転子１１０とは、僅かな空隙１１１を保っている。このとき、固定子鉄心１０７と軸１０６の固定には一般的な圧入方法によるところが多い。
特開２０１２−１８６８７５号公報
このような従来の外転型誘導電動機では、以下のような課題を有している。
一般的に外転型誘導電動機１０２の運転効率を向上させるために、空隙１１１を出来るだけ狭める手法が使われる。つまり固定子鉄心１０７に巻装された内側巻線１０８と外側巻線１０９で発生する磁束量を有効に回転子１１０に伝播させるものである。しかし固定子鉄心１０７に対して軸１０６が圧入のみで固定されているため、軸１０６と固定子鉄心１０７の組立て時における垂直度の精度確保が困難である。そのため空隙１１１における固定子鉄心１０７の外周面と回転子１１０の内周面の軸方向の空間距離が不均一になり易くなる。この状態で空隙１１１を狭めると電磁気的な振動騒音の発生や、固定子鉄心１０７の外周面と回転子１１０の内周面が接触して摺動音などの異常音の発生や、最悪には拘束状態に至ることにもなる。
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、固定子鉄心と回転子の組立て精度を向上させることで、運転効率を向上でき省電力化が図られる外転型誘導電動機を提供することを目的とする。
そして、この目的を達成するために、本発明の外転型誘導電動機は、中心に軸を貫通させる軸孔を有し、その外周近傍に複数の巻線が配列された固定子鉄心と、この固定子鉄心の外周側面に対向するよう空隙を保ち、前記軸に取り付けた軸受を介して上下一対のカバーとともに回転自在に取り付けられた回転子とからなり、前記軸は、内部に電源線を挿通できるよう一部中空に形成されて、外周面が長手方向に小径部と大径部からなる段付き構造を有し、前記小径部を前記固定子鉄心の軸孔に圧入嵌合するとともに、前記大径部に形成される段部を前記固定子鉄心の上端面に当接させる構成とする、これにより、所期の目的を達成するものである。
本発明によれば、中心に軸を貫通させる軸孔を有し、その外周近傍に複数の巻線が配列された固定子鉄心と、この固定子鉄心の外周側面に対向するよう空隙を保ち、前記軸に取り付けた軸受を介して上下一対のカバーとともに回転自在に取り付けられた回転子とからなり、前記軸は、内部に電源線を挿通できるよう一部中空に形成されて、外周面が長手方向に小径部と大径部からなる段付き構造を有し、前記小径部を前記固定子鉄心の軸孔に圧入嵌合するとともに、前記大径部に形成される段部を前記固定子鉄心の上端面に当接させる構成としたことにより、軸と固定子鉄心の垂直度が保たれ、空隙における固定子鉄心の外周面と回転子の内周面の軸方向の空間距離が均一になるので、空隙寸法を狭めることで外転型誘導電動機の運転効率を向上でき省電力化が図られるという効果を得ることができる。
本発明の一実施形態の天井扇を示す側面図 同天井扇に搭載される外転型誘導電動機の部分断面図 同固定子鉄心と軸の圧入部の部分拡大断面図 同軸の小径部先端の部分拡大断面図 従来の外転型誘導電動機の断面図
本発明の請求項１記載の外転型誘導電動機は、中心に軸を貫通させる軸孔を有し、その外周近傍に複数の巻線が配列された固定子鉄心と、この固定子鉄心の外周側面に対向するよう空隙を保ち、前記軸に取り付けた軸受を介して上下一対のカバーとともに回転自在に取り付けられた回転子とからなり、前記軸は、内部に電源線を挿通できるよう一部中空に形成されて、外周面が長手方向に小径部と大径部からなる段付き構造を有し、前記小径部を前記固定子鉄心の軸孔に圧入嵌合するとともに、前記大径部に形成される段部を前記固定子鉄心の上端面に当接させる構成としたことにより、軸と固定子鉄心の垂直度が保たれ、空隙における軸方向の固定子鉄心の外周面と回転子の内周面の空間距離が均一になるので、空隙寸法を狭めることで外転型誘導電動機の運転効率を向上でき省電力化が図れるという効果を得ることができる。
また、軸の小径部の先端を略球状に形成し、この球状先端部を前記下側カバーの中央部に設けた凹部に当接させる構成としてもよい。これにより軸の小径部先端と下カバーは最小の球面接触であるため回転には支障なく、使用する軸受は上側のみとすることができ、部品点数削減による合理化効果を奏する。
また、下側カバーに設けた凹部の周囲に潤滑剤を保持する収納部を形成する構成としてもよい。これにより軸の小径部先端と下側カバーの当接面が潤滑されることになり、外転型誘導電動機の長期間の運転が可能となる効果を奏する。
また、請求項１から３のいずれかに記載の外転型誘導電動機を搭載した天井扇構成としてもよい。天井扇は夏季の使用だけではなく、冬季においてもサーキュレーターとして使用されることが多く、一年を通じて長時間使用されている。このような天井扇の外転型誘導電動機には運転効率の向上が課題であるため、本願請求項１から３に記載の外転型誘導電動機が適しており、省電力化、低コスト化、長寿命化が実現可能な天井扇を提供することができる。
以下本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の外転型誘導電動機を搭載した天井扇の側面図を示したもので、この天井扇１は、天井に取り付けられる扇風機であり、駆動源として外転型誘導電動機２が利用される。支柱４は天井に下向きに固定され、その支柱４には外転型誘導電動機２から突出する軸６が接続される。軸６の下方先端には、羽根３を備えた外転型誘導電動機２が取り付けられている。本実施の形態の外転型誘導電動機２の外側は、本体カバー５で覆われている。なお、本体カバー５を用いずに、外転型誘導電動機２のハウジングが露出していてもよい。
図２および図３は、外転型誘導電動機２の構成を示す断面図および固定子鉄心７と軸６の圧入部の部分拡大断面図である。この外転型誘導電動機２はコンデンサ誘導電動機であり、電磁鋼板などの薄板を所定枚数積層した固定子鉄心７の外周近傍に、例えば補助巻線となる内側巻線８と、例えば主巻線となる外側巻線９が巻装されている。この固定子鉄心７の中央部に設けた軸孔７ａには、内部が一部中空に形成され（図示せず）、なおかつ外径寸法が軸方向で異なる大径部６ａと小径部６ｂからなる段付き構造の軸６が固定される。軸６に形成された中空部には、内側巻線８と外側巻線９に電源供給する電源接続線（図示せず）が挿通される。そして、大径部６ａと小径部６ｂの境界、すなわち段部６ｃは、軸６の中心軸に対して直交する平面となっている。軸６の小径部６ｂは、軸孔７ａに圧入されるとともに、段部６ｃは、固定子鉄心７の上端面に当接している。仮に、軸６が僅かに斜めに軸孔７ａに圧入され段部６ｃの一部が先に固定子鉄心７の上面に達した場合でも、さらに軸６を押圧することで段部６ｃの全面が固定子鉄心７の上面に当接して軸６の傾斜が矯正されることになる。
そして固定子鉄心７の外周側には空隙１１を介して、電磁鋼板などの薄板の積層部材にアルミニウムが鋳込まれた回転子１０が配置される。この回転子１０は上側カバー１３と下側カバー１４によって保持固定されており、軸６の上方に取り付けた軸受１２によって上側カバー１３が回転自在に係止されている。
図４は、軸６の下方先端と下側カバー１４との組付け状態を示したものである。軸６の小径部６ｂの下方先端は、球面状に加工された球状先端部６ｄを有している。そして、下側カバー１４の中央部には、球状先端部６ｄを係止する凹部１４ａが形成され、さらにこの凹部１４ａの近傍外周には、環状の立設部１４ｃを設け、その内周側に収納部１４ｂが形成されている。収納部１４ｂには、潤滑剤１５が充填されている。
このような構成によれば、軸６に設けた段部６ｃと固定子鉄心７の上面とが当接するので、軸６と固定子鉄心７の垂直度が保たれる。従って、空隙１１における軸方向の固定子鉄心７の外周面と回転子１０の内周面の空間距離が均一になるので、空隙１１の寸法を狭くすることが可能になり、外転型誘導電動機２の運転効率を向上でき省電力化が図られる。
また、軸６の先端は、下側カバー１４に点接触しているので、軸受を使用せずとも摩擦が小さく、結果、使用する軸受１２は上側のみとなる。すなわち、部品点数削減による合理化が図られる。
また、収納部１４ｂに潤滑剤１５を充填し、収納部１４ｂ内で軸６の先端と下側カバー１４とが接触している。すなわち、軸６の小径部６ｂ先端と下側カバー１４の当接面が潤滑されることになり、外転型誘導電動機２の長寿命化が図られる。
なお、大径部６ａは、フランジ状に形成してもよい。すなわち、大径部６ａの下面側に軸６の中心軸（回転軸）と直交する面となる段部６ｃが形成されていればよい。
また、段部６ｃは、平面である必要は無く、大径部６ａの下面に環状の凸部を形成し、その頂部が軸６の中心軸（回転軸）と直交する面と平行になればよい。
本発明にかかる外転型誘導電動機は、空隙寸法を狭めることで外転型誘導電動機の運転効率を向上でき、省電力化を可能とするものであるので、天井扇等の駆動用電動機として有用である。
１・・・天井扇
２・・・外転型誘導電動機
３・・・羽根
４・・・支柱
５・・・本体カバー
６・・・軸
６ａ・・・大径部
６ｂ・・・小径部
６ｃ・・・段部
６ｄ・・・球状先端部
７・・・固定子鉄心
７ａ・・・軸孔
８・・・内側巻線
９・・・外側巻線
１０・・・回転子
１１・・・空隙
１２・・・軸受
１３・・・上側カバー
１４・・・下側カバー
１４ａ・・・凹部
１４ｂ・・・収納部
１４ｃ・・・立設部
１５・・・潤滑剤

Claims (4)

  1. 中心に軸を貫通させる軸孔を有し、その外周近傍に複数の巻線が配列された固定子鉄心と、
    この固定子鉄心の外周側面に対向するよう空隙を保ち、前記軸に取り付けた軸受を介して上下一対のカバーとともに回転自在に取り付けられた回転子とからなり、
    前記軸は、内部に電源線を挿通できるよう一部中空に形成されて、外周面が長手方向に小径部と大径部からなる段付き構造を有し、前記小径部を前記固定子鉄心の軸孔に圧入嵌合するとともに、前記大径部に形成される段部を前記固定子鉄心の上端面に当接させることを特徴とする外転型誘導電動機。
  2. 前記軸の小径部の先端を略球状に形成し、この球状先端部を前記下側カバーの中央部に設けた凹部に当接させることを特徴とする請求項１記載の外転型誘導電動機。
  3. 前記下側カバーに設けた凹部の周囲に潤滑剤を保持する収納部を形成することを特徴とする請求項２記載の外転型誘導電動機。
  4. 請求項１〜３のいずれかに記載の外転型誘導電動機を搭載した天井扇。
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