JP2019103281A - モータおよびこのモータを用いた送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】内部で発火しても外部への延焼を抑制できるモータを提供する。【解決手段】モータ（３）は、ステータコア（１１）と、ステータコア（１１）に巻回されたコイル（１２）とを有するステータ（１０）と、ステータ（１０）の径方向外側に回転可能に配置された円筒状のロータ（２０）と、ステータ（１０）の径方向内側に回転可能に配置され、ロータ（２０）に連結したシャフト（６０）と、ステータ（１０）を覆う樹脂モールド部（３０）と、樹脂モールド部（３０）内かつコイル（１２）に対して軸方向の一方側に配置されて、コイル（１２）の少なくとも一部を覆う難燃性の防火板（５０）とを備える。防火板（５０）は、樹脂モールド部（３０）よりも高い強度を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、モータおよびこのモータを用いた送風機に関する。

従来のモータとしては、ステータコアにコイルを巻回したステータと、ステータの外周を回転するロータとを備え、ステータがモールド樹脂で覆われたものがある（特許文献１参照）。

特許４５１１６６３号公報

しかし、上記従来のモータでは、異常によりコイルが万が一発火した場合、モールド樹脂内部の内圧が上昇してモールド樹脂にクラックが発生し、そのクラックを介してモータの外部へ延焼する恐れがある。

この発明の課題は、内部で発火しても外部への延焼を抑制できるモータを提供することである。

この発明の一態様に係るモータは、
ステータコアと、上記ステータコアに巻回されたコイルとを有するステータと、
上記ステータの径方向外側に回転可能に配置された円筒状のロータと、
上記ステータの径方向内側に回転可能に配置され、上記ロータに連結したシャフトと、
上記ステータを覆う樹脂モールド部と、
上記樹脂モールド部内かつ上記コイルに対して軸方向の一方側に配置されて、上記コイルの少なくとも一部を覆う難燃性の防火板と
を備え、
上記防火板は、上記樹脂モールド部よりも高い強度を有することを特徴とする。

上記構成によれば、コイルが万が一発火し、コイルを覆う樹脂モールド部にクラックが発生した場合であっても、樹脂モールド部よりも高い強度を有する防火板は破損し難い。防火板は、難燃性であり、コイルの少なくとも一部を覆っているため、コイルが発火しても、樹脂モールド部の内部から軸方向の一方側の外部への延焼を抑制できる。

一実施形態のモータでは、
上記防火板は、径方向外側の端部において、径方向外側かつ軸方向の他方側に向かって延びている。

上記実施形態によれば、防火板は、コイルで発生した火炎が樹脂モールド部から軸方向の一方側への漏出することを規制し、径方向外側かつ軸方向の他方側へ漏出するように誘導する。このため、防火板は、コイルが発火しても、樹脂モールド部の内部から軸方向の一方側の外部への延焼を抑制できる。

一実施形態のモータでは、
上記ロータと上記シャフトとを連結する連結部を備え、
上記防火板は、上記ステータに対して上記連結部とは反対側に配置されている。

一実施形態のモータでは、
上記連結部は、上記ロータの一方の開口を覆うように円板形状に形成されている。

上記実施形態によれば、円筒状のロータの一方の開口が連結部によって覆われているので、ロータの一方の開口からのモータの外部への延焼を抑制できる。

一実施形態のモータでは、
上記防火板は、金属板である。

この発明の一態様に係る送風機は、
上記モータと、上記モータの上記シャフトに連結されたファンとを備える。

この構成によれば、モータのコイルが万が一発火した場合でも、ファンへの延焼が抑制される。

以上より明らかなように、この発明によれば、ステータを覆う樹脂モールド部内に、コイルの一部を覆うように防火板が配置されているため、コイルが万が一発火しても外部への延焼を抑制できる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る送風機の縦断面図である。 図２は、上記モータの上面図である。 図３は、上記モータのロータ、シャフト、及び連結部の斜視図である。 図４は、本発明の第２実施形態に係る送風機の縦断面図である。 図５は、本発明の第３実施形態に係る送風機の縦断面図である。 図６は、本発明の第４実施形態に係るモータのロータ、シャフト、及び連結部の斜視図である。

以下、本発明の実施形態に係る送風機を添付図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る送風機１の縦断面図である。

図１を参照すると、送風機１は、ファン２と、ファン２を回転駆動するモータ３とを備える。以下の説明において、「軸方向」とはモータ３の中心軸方向を示し、「径方向」とはモータ３の中心軸を中心とする径方向を示し、「周方向」とはモータ３の中心軸を中心とする周方向を示す場合がある。

ファン２は、軸流ファンであり、可燃性であってもよい。なお、図１において、ファン２は模式的に示されており、実際の大きさとは異なる場合がある。

モータ３は、アウターロータ型である。モータ３は、ステータ１０と、ロータ２０と、樹脂モールド部３０と、結線板４０と、防火板５０と、シャフト６０と、連結部７０と、カバー８０とを備える。

ステータ１０は、ステータコア１１と、ステータコア１１に巻回されたコイル１２と、ステータコア１１とコイル１２との間に設けられたインシュレータ１３とを備える。ステータコア１１は、導電性を有する軟磁性体からなる積層鋼板で形成されており、複数のティース１１ａを備える。コイル１２は、エナメル樹脂のような絶縁材料で被覆された銅線であり、径方向に沿う軸を巻回軸としてステータコア１１のティース１１ａに巻回されている。インシュレータ１３は、絶縁性の樹脂材料により形成されており、コイル１２を流れる電流がステータコア１１に伝わらないようにステータコア１１とコイル１２との間を絶縁している。

ロータ２０は、円筒状であり、ステータ１０の径方向外側に回転可能に配置されている。ロータ２０は、プラスチックマグネットからなり、難燃性である。ロータ２０は、周方向においてＮ極とＳ極が交互に配置されるように多極着磁されている。

樹脂モールド部３０は、ステータ１０と、結線板４０と、防火板５０とを覆っている。樹脂モールド部３０は、ロータ２０の径方向内側の領域に対向してステータ１０を覆う本体３１と、ロータ２０の径方向外側に配置されてロータ２０を径方向外側から囲む外郭３２とを備える。樹脂モールド部３０は、熱硬化性樹脂材料であるＢＭＣ（Bulk Molding Compound）で形成されている。このＢＭＣは、不飽和ポリエステル樹脂を主成分として水酸化アルミニウムなどの難燃剤が添加された樹脂材料であり、ＵＬ９４Ｖ−０以上の難燃グレードであれば好ましい。また、樹脂モールド部３０の本体３１は、第１薄肉領域３１ａと、第２薄肉領域３１ｂと、第３薄肉領域３１ｃとを備える。第１薄肉領域３１ａは、ステータコア１１に対して径方向内側に形成される。第２薄肉領域３１ｂは、コイル１２に対して軸方向の他方側（図１において下側）に形成される。第３薄肉領域３１ｃは、インシュレータ１３及び結線板４０に対して径方向外側に形成される。本体３１の第１薄肉領域３１ａ、第２薄肉領域３１ｂ、及び第３薄肉領域３１ｃでは、他の部分と比較して肉厚が薄くなっている。

結線板４０は、樹脂モールド部３０内かつステータ１０に対して軸方向の一方側に配置されている。結線板４０は、コイル１２の図示しない巻始め及び巻終わりの引出線が接続されている。また、結線板４０は、図示しないリード線が接続されており、上記リード線によって電源などの外部機器に接続されている。

シャフト６０は、円柱状であり、金属からなる。シャフト６０は、軸方向の一方側の端部（図１において上側の端部）において、ファン２が連結されている。シャフト６０は、軸方向の他方側の端部（図１において下側の端部）において、連結部７０が固定されている。シャフト６０は、樹脂モールド部３０に固定された軸受６１によって、樹脂モールド部３０に対して回転可能に支持されている。軸受６１は、金属製の玉軸受である。

カバー８０は、樹脂モールド部３０の外郭３２に取り付けられており、樹脂モールド部３０と同様にＢＭＣから形成されている。カバー８０は、連結部７０を軸方向の他方側から覆うように配置されている。

図２は、モータ３の上面図である。図２において、図１と同一の構成部には同一の参照符号を付している。なお、図２において、シャフト６０、及び軸受６１は、省略されている。

図２を参照すると、防火板５０は、径方向に延びる略円板状である。防火板５０は、難燃性の金属板であり、樹脂モールド部３０よりも高い強度を有している。図１を併せて参照すると、防火板５０は、樹脂モールド部３０内かつステータ１０の軸方向の一方側（図１において上側）に配置されており、ステータ１０のコイル１２の一部を覆っている。防火板５０は、径方向外側の端部において、径方向外側かつ軸方向の他方側（図１において下側）に向かって屈曲している。具体的には、防火板５０は、環状の第１部分５０ａと、第１部分５０ａの径方向外側の端部から径方向外側かつ軸方向の他方側に延びる第２部分５０ｂと、第２部分５０ｂの径方向外側の端部から径方向外側に延びる環状の第３部分５０ｃとを備える。

図３は、ロータ２０と、シャフト６０と、連結部７０の斜視図である。図３において、図１及び図２と同一の構成部には同一の参照符号を付している。

図１及び図３を参照すると、連結部７０は、ロータ２０とシャフト６０とを連結し、ロータ２０の一方（図１において下側）の開口を覆うように円板形状に形成されている。連結部７０は、ロータ２０と一体に成形されており、同様にプラスチックマグネットからなる。連結部７０は、シャフト６０と取り付ける有底円筒形状のシャフト取付部７１と、シャフト取付部７１から径方向外側に延びる円板状のフランジ部７２とを備える。連結部７０のシャフト取付部７１は、シャフト６０の軸方向の他方の端部（図１において下側の端部）に固定されている。すなわち、防火板５０は、ステータ１０に対して連結部７０とは反対側に配置されている。また、連結部７０のフランジ部７２の径方向外側の端部は、ロータ２０の軸方向の他方側（図１において下側）の端部と固定されている。

このようなモータ３では、ステータ１０のコイル１２が万が一発火した場合であっても、ステータ１０が難燃性の樹脂モールド部３０によって覆われているため、コイル１２で発生した火炎は、樹脂モールド部３０の内部から外部へと漏出し難い。

しかし、コイル１２で発生した火炎に起因する樹脂モールド部３０内の温度上昇によって、樹脂モールド部３０内の内圧が上昇することで樹脂モールド部３０にクラックが発生することがある。樹脂モールド部３０に万が一クラックが発生した場合、そのクラックを介して樹脂モールド部３０内から外部へ延焼することがある。ここで、樹脂モールド部３０には第１薄肉領域３１ａ、第２薄肉領域３１ｂ、及び第３薄肉領域３１ｃが設けられているので、クラックは、第１薄肉領域３１ａ、第２薄肉領域３１ｂ、第３薄肉領域３１ｃのいずれかで発生しやすい。

第１薄肉領域３１ａにクラックが発生した場合、コイル１２で発生した火炎は、第１薄肉領域３１ａに発生したクラックを介して、樹脂モールド部３０の内部から、樹脂モールド部３０、シャフト６０、及び軸受６１に囲まれた空間に漏出する。樹脂モールド部３０、シャフト６０、及び軸受６１は、難燃性であるため、コイル１２で発生した火炎がクラックを介して樹脂モールド部３０の外部に漏出しても、モータ３の外部への延焼を抑制する。

第２薄肉領域３１ｂにクラックが発生した場合、コイル１２で発生した火炎は、第２薄肉領域３１ｂに発生したクラックを介して、樹脂モールド部３０の内部から、樹脂モールド部３０、ロータ２０、及び連結部７０に囲まれた空間に漏出する。樹脂モールド部３０、ロータ２０、及び連結部７０は、難燃性であるため、コイル１２で発生した火炎がクラックを介して樹脂モールド部３０の外部に漏出しても、モータ３の外部への延焼を抑制する。

ここで、連結部７０は、円筒状のロータ２０の一方（図１において下側）の開口を覆うように円板形状に形成されているので、ロータ２０の一方の開口から外部への延焼を抑制できる。

第３薄肉領域３１ｃにクラックが発生した場合、コイル１２で発生した火炎は、第３薄肉領域３１ｃに発生したクラックを介して、樹脂モールド部３０の内部から、ロータ２０、樹脂モールド部３０の外郭３２、及びカバー８０で囲まれた空間に漏出する。ロータ２０、樹脂モールド部３０の外郭３２、及びカバー８０は難燃性であるため、コイル１２が発生した火炎がクラックを介して漏出しても、モータ３の外部への延焼を抑制する。

また、ステータ１０のコイル１２が万が一発火し、ステータ１０に対して軸方向の一方側（図１において上側）の樹脂モールド部３０にクラックが発生した場合であっても、樹脂モールド部３０よりも高い強度を有する防火板５０は破損し難い。防火板５０は、コイル１２の少なくとも一部を覆っており、難燃性であるため、コイル１２が発火しても、樹脂モールド部３０内から軸方向の一方側の外部への延焼を抑制できる。

ここで、前述したように、防火板５０の第２部分５０ｂは、径方向外側かつ軸方向の他方側（図１において下側）に向かって延びている。防火板５０は、第３薄肉領域３１ｃに発生したクラックを介して、火炎が軸方向の一方側へと漏出することを規制するとともに、ロータ２０、樹脂モールド部３０の外郭３２、及びカバー８０で囲まれた空間へと火炎を誘導する。このため、コイル１２が発火しても、樹脂モールド部３０の内部から軸方向の一方側の外部への延焼を更に抑制できる。

この構成によれば、モータ３のコイル１２が万が一発火した場合、防火板５０は、樹脂モールド部３０の内部から軸方向の一方側（図１において上側）へ火炎が漏出することを抑制するため、ファン２が可燃性材料から形成されていても、外部への延焼が抑制される。

［第２実施形態］
この発明の第２実施形態に係る送風機１は、防火板５０の形状を除いて第１実施形態と同一の構成をしている。図４は、第２実施形態の送風機１の縦断面図である。図４において、図１〜図３と同一の構成部には、同一の参照符号を付している。

図４を参照すると、防火板５０の第１部分５０ａは、ステータ１０のコイル１２を軸方向の一方側（図４において上側）から覆っている。また、防火板５０は、第１部分５０ａの径方向内側の端部から軸方向の一方側に延びる円筒状の第４部分５０ｄと、第４部分５０ｄの軸方向の一方側の端部から径方向内側に延びる環状の第５部分５０ｅとを更に備える。

上記第２実施形態では、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。

［第３実施形態］
この発明の第３実施形態に係る送風機１は、モータ３が外部に露出した外部防火板５１を備える点を除いて第１実施形態と同一の構成をしている。図５は、第３実施形態の送風機の縦断面図である。図５において、図１〜図３と同一の構成部には、同一の参照符号を付している。

図５を参照すると、モータ３は、外部防火板５１を備える。外部防火板５１は、樹脂モールド部３０と一体に成形された金属板である。外部防火板５１は、略円筒状であり、樹脂モールド部３０の外面かつコイル１２に対して軸方向の一方側に配置されている。また、外部防火板５１は、防火板５０に対して径方向内側に配置されている。

第３実施形態では、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。

［第４実施形態］
この発明の第４実施形態に係る送風機１は、連結部７０の形状を除いて第１実施形態と同一の構成をしている。図６は、第４実施形態の連結部７０の斜視図である。図６において、図３と同一の構成部には、同一の参照符号を付している。

図６を参照すると、連結部７０のフランジ部７２は、周方向に等間隔に配置された複数の貫通孔７２ａを備える。

第４実施形態では、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。なお、カバー８０が連結部７０を軸方向の他方側から覆っており、難燃性であるため、例えば、樹脂モールド部３０の第２薄肉領域３１ｂにクラックが発生した場合であっても、モータ３の外部への延焼を抑制できる。

以上、実施形態を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

例えば、上記第１〜第４実施形態では、ロータ２０はプラスチックマグネットからなっていたが、これに限定されず、焼結マグネットであってもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、シャフト６０の軸方向の一方の端部にのみファン２が取り付けられていたが、シャフト６０の軸方向の両側の端部にファン２を取り付けてもよい。すなわち、モータ３は、片軸モータに限定されず、両軸モータであってもよい。

また、上記第１から第４実施形態では、防火板５０は、第１部分５０ａ、第２部分５０ｂ、及び第３部分５０ｃを備えていたが、これに限定されず、環状であってもよい。

１…送風機
２…ファン
３…モータ
１０…ステータ
１１…ステータコア
１１ａ…ティース
１２…コイル
１３…インシュレータ
２０…ロータ
３０…樹脂モールド部
３１…本体
３１ａ…第１薄肉領域
３１ｂ…第２薄肉領域
３１ｃ…第３薄肉領域
３２…外郭
４０…結線板
５０…防火板
５０ａ…第１部分
５０ｂ…第２部分
５０ｃ…第３部分
５０ｄ…第４部分
５０ｅ…第５部分
５１…外部防火板
６０…シャフト
６１…軸受
７０…連結部
７１…シャフト取付部
７２…フランジ部
８０…カバー

Claims (6)

1. ステータコア（１１）と、上記ステータコアに巻回されたコイル（１２）とを有するステータ（１０）と、
   上記ステータ（１０）の径方向外側に回転可能に配置された円筒状のロータ（２０）と、
   上記ステータ（１０）の径方向内側に回転可能に配置され、上記ロータ（２０）に連結したシャフト（６０）と、
   上記ステータ（１０）を覆う樹脂モールド部（３０）と、
   上記樹脂モールド部（３０）内かつ上記コイル（１２）に対して軸方向の一方側に配置されて、上記コイル（１２）の少なくとも一部を覆う難燃性の防火板（５０）と
   を備え、
   上記防火板（５０）は、上記樹脂モールド部（３０）よりも高い強度を有することを特徴とする、モータ（３）。
2. 請求項１に記載のモータ（３）であって、
   上記防火板（５０）は、径方向外側の端部において、径方向外側かつ軸方向の他方側に向かって延びていることを特徴とする、モータ（３）。
3. 請求項１又は２に記載のモータ（３）であって、
   上記ロータ（２０）と上記シャフト（６０）とを連結する連結部（７０）を備え、
   上記防火板（５０）は、上記ステータ（１０）に対して上記連結部（７０）とは反対側に配置されていることを特徴とする、モータ（３）。
4. 請求項３に記載のモータ（３）であって、
   上記連結部（７０）は、上記ロータ（２０）の一方の開口を覆うように円板形状に形成されていることを特徴とする、モータ（３）。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載のモータ（３）であって、
   上記防火板（５０）は、金属板であることを特徴とする、モータ（３）。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載のモータ（３）と、上記モータ（３）の上記シャフト（６０）に連結されたファン（２）とを備えることを特徴とする、送風機（１）。

Images