JP2567236Y2 - コンデンサ内蔵型インダクションモータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、コンデンサ内蔵型イン
ダクションモータの改良に関し、特に、コンデンサをモ
ータ内部に配設してモータを小形化し、かつ、モータの
生産効率を向上させたものに係る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、単相インダクションモータの
一つにコンデンサが接続されたモータがあり、ファンや
事務機器等に使用されている。このコンデンサ内蔵型イ
ンダクションモータは、図１０に示す回路図の様に構成
されている。また、この時の巻線の電流と入力電流のベ
クトル図を図１１に示す。すなわち、補助巻線２１が主
巻線２２と電気角９０°隔てて設けられており、この補
助巻線２１と直列となるようにコンデンサ２３が挿入さ
れている。そして、補助巻線２１と主巻線２２との間に
位相差θを作って回転磁界を発生させて、ロータ２４を
回転させ、モータの運転が行われれる。このコンデンサ
２３は、運転中も補助巻線２１に直列に接続されたまま
用いられる。

【０００３】この様なモータに使用されるコンデンサ２
３は、運転中は連続使用されることから容量の小さいも
のが用いられている。そして、図１２に示すモータＭの
様にモータ周囲を覆うフレーム２６の内部に、ロータ２
４およびステータ２５等のモータ構成部材とは別に、コ
ンデンサ２３が設けられている。

【０００４】従来、この様なコンデンサ２３としては、
油入コンデンサが用いられていた。しかし、近年では、
ファンや事務機器等の軽量・小型化に伴って、モータＭ
の小型化が求められている。このために、フィルム状の
コンデンサが用いられる様になっている。このコンデン
サには、フィルム構成材料としてＰＰ，ＰＥＴ等の樹脂
が用いられ、耐圧が２２０Ｖで、容量が４μＦとして形
成される。この様なフィルム状のコンデンサは、巻かれ
た状態で、幅１０ｍｍ，奥行き３０ｍｍ，高さ２０ｍｍ
となるケースに収納されて用いられている。

【０００５】この様なコンデンサの設けられたモータ
は、位相差θが９０°近くになり、始動電流および全負
荷電流とも少なく、電源を投入した直後からモータを回
転させることができるので、優れた運転特性を発揮する
ことができる。

【０００６】しかしながら、従来のコンデンサ内蔵型イ
ンダクションモータには、次の様な問題点があった。す
なわち、従来は、コンデンサがケースに収納され、モー
タ構成部材とは別に設けられていた。このため、モータ
構成部材が小型化されても、コンデンサが小型化されな
ければ、コンデンサの占める割合が大きくなることにな
り、モータの小型化を行うことには限界があった。

【０００７】しかも、コンデンサがモータ構成部材とは
別に設けられていたため、コンデンサと補助巻線とを接
続するために接続用配線が必要となり、その製造方法に
おいては、製造時の組立工程が多くなり、また、作業が
複雑となる問題があった。

【０００８】この様な問題を解決するために、コンデン
サをステータ内部等のモータ構成部材に内蔵して設ける
ことも考えられるが、コンデンサの収納されたケースを
内蔵することは、モータ構成部材の大型化を生ずるた
め、効果的な小型化は期待できない。

【０００９】また、ケースに収納せずに設けることは、
モータ使用時の発熱に対するコンデンサの耐熱性や、コ
ンデンサとモータ構成部材との絶縁の必要から困難であ
る。特に、耐熱性についてみれば、モータの温度が発熱
によって１２０℃以上、通常約１３０℃程度まで上昇す
るのに対して、ＰＰ樹脂のフィルムコンデンサの耐熱温
度は、８０℃〜１００℃程度である。したがって、ケー
スに収納せずに設けた場合は、コンデンサの機能が失わ
れることになる。

【００１０】上記の問題点に対して、出願人は、鉄心を
ケースで覆い、このケース外周部全周に亘って凹みを設
け、この凹み中に電極板とフィルムを積層した耐熱性フ
ィルムコンデンサを形成した、コンデンサ内蔵型インダ
クションモータも提案している。ここで、図８は、従来
技術の一例として、出願人の提案に係るコンデンサ内蔵
型インダクションモータの巻線の状態を示した模式的平
面図であり、図９は同モータのステータの断面斜視図で
ある。

【００１１】すなわち、このコンデンサ内蔵型インダク
ションモータでは、ステータ１の鉄心２は、樹脂型４に
覆われている。この樹脂型４の上下面には回路パターン
５が成型されている。また、樹脂型４の外周縁上下から
は水平方向に突出部６が形成され、その間が凹状となっ
ている。

【００１２】この凹状部分の両側には、陰極８ａと陽極
８ｂのリング状電極８が配設されていて、この間に、耐
熱性フィルムコンデンサ７が巻き付けられている。この
耐熱性フィルムコンデンサ７は、陰電極板７ａと陽電極
板７ｂの電極板７から構成され、それぞれ絶縁フィルム
７ｃに覆われ、かつ、それぞれ幅方向に位置をずらして
重ね合わされている。そして、陰電極板７ａが陰極のリ
ング状電極８ａに、また、陽電極７ｂが陽極のリング状
電極８ｂに当接し，これらの電極８は導通部であるメタ
リコン９とリード線１０を通じて回路パターン５に接続
されている。

【００１３】そして、このステータ１には４極の巻線１
１が巻き付けられていて、ステータ１の内側には、ロー
タ１２がステータ１と同軸に配設されている。

【００１４】このコンデンサ内蔵型インダクションモー
タの始動時には、耐熱性フィルムコンデンサ７の作用
で、主巻線と補助巻線間に位相差が生じ、これが回転磁
界を形成してロータ１２の回転を開始させる。また、こ
のフィルムコンデンサ７は始動後にも連続使用されるの
で、モータとしての力率が向上する。

【００１５】

【考案が解決しようとする課題】しかし、このタイプの
モータの製造においては、メタリコン処理を含むコンデ
ンサの形成を、巻線前の鉄心上で行っていた。このた
め、巻線工程を開始するためには、長時間を要する乾燥
工程の終了を待たなければならなかった。したがって、
このタイプのモータには、コンデンサの形成と巻線工程
を同時平行的に行うことができず、生産効率の向上が困
難という問題点があった。

【００１６】本考案は、上記の従来技術の問題点を解決
するために提案されたもので、その目的は、コンデンサ
の形成と巻線工程を同時平行的に行うことができ、生産
効率の向上が容易なコンデンサ内蔵型インダクションモ
ータを提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達するた
め、本考案のコンデンサ内蔵型インダクションモータは
巻線が巻かれたステータの内側にロータが配設され、そ
の電気回路中にコンデンサが設けられたコンデンサ内蔵
型インダクションモータにおいて、ステータの鉄心のう
ち前記ロータに面しない表面は、鉄心と巻線を絶縁する
ためのスプールで覆われ、このスプールの外周部には、
スプール上で巻線の位置を固定するためのスプール突起
が、巻線方向と平行に複数設けられ、そのスプール突起
は、その高さが鉄心外周側の巻線の厚みと同一かこれよ
り大きくなるように形成され、このスプール上には巻線
が巻かれ、前記コンデンサは耐熱性フィルムによって構
成され、そのコンデンサは、前記鉄心の中心軸と前記ス
プール突起の鉄心外周側端面との距離に等しい半径を有
する円筒状ボビンの外周面に巻き付けられ、そのボビン
は前記ステータの外周にはめ合わされていることを特徴
とする。

【００１８】また、請求項２記載の本考案のコンデンサ
内蔵型インダクションモータは、請求項１記載のコンデ
ンサ内蔵型インダクションモータにおいて、ステータ
と、その外周にはめ合わされているボビンと、このボビ
ンの外周面に巻き付けられたコンデンサが、これらの周
囲を覆う樹脂とともに、一体にインサートモールド成型
されていることを特徴とする。

【００１９】

【作用】本考案のコンデンサ内蔵型インダクションモー
タは、巻線の巻かれたステータと円筒状ボビンに巻き付
けられたコンデンサとを別体に構成し、ステータ外周部
にボビンをはめ合わせるものである。

【００２０】

【実施例】以下、本考案のコンデンサ内蔵型インダクシ
ョンモータの一実施例について、図面に基づいて具体的
に説明する。なお、従来技術と同一の部材については同
一の符号を付し、説明は省略する。

【００２１】（１）実施例の構成……図１から７ 本実施例のコンデンサ内蔵型インダクションモータは、
巻線１１が巻かれたリング状のステータ３１内側に、か
ご型のロータ１２がステータ３１と同軸に配設され、ス
テータ３１の外側には、ボビン３６に巻き付けられた耐
熱性フィルムコンデンサ７が配設されたものである。こ
こで、図１は、本実施例のコンデンサ内蔵型インダクシ
ョンモータの分解平面図である。

【００２２】図１のＡ部では、ロータ１２の外側に配設
されたステータ３１の鉄心２を示している。この鉄心２
の内周面には、巻線を巻くためのＵ字溝３が一定間隔で
形成され、また、鉄心２がロータ１２とのギャップに面
する表面はギャップ面３０となっている。

【００２３】図１のＢ部では、前記の鉄心２が、この鉄
心２と巻線１１を絶縁するためのスプール３４に覆われ
ている状態を示している。但し、ギャップ面３０はスプ
ール３４には覆われず、ロータ１２側に露出している。
このスプール３４の外周部には、スプール３４上で巻線
１１の位置を固定するためのスプール突起３５が、巻線
方向と平行に、等間隔に８つ設けられている。このスプ
ール突起のステータ３１外周側端面の上下には、それぞ
れ傾斜部３５ａが設けられている。なお、図３は、本実
施例のコンデンサ内蔵型インダクションモータにおける
ステータ３１の断面図である。

【００２４】図１のＣ部では、前記のスプール３４に、
巻線１１が巻き付けられている状態を示している。ここ
で、スプール突起３５は、その高さがステータ３１外周
側の巻線１１の厚みより大きくなるように形成されてい
るので、巻線後も、巻線１１の外周面よりステータ３１
の外側に突出した状態となる。

【００２５】図１のＤ部では、スプール突起３５と、耐
熱性フィルムコンデンサ７が巻き付けられた円筒状のボ
ビン３６がはめ合わされている状態を示している。ここ
で、図２はボビン３６に巻き付けられた耐熱性フィルム
コンデンサ７の断面拡大図である。

【００２６】この耐熱性フィルムコンデンサ７は、陰電
極板７ａと陽電極板７ｂが、絶縁フィルム７ｃを挟んで
交互に積層されたものである。そして、この絶縁フィル
ム７ｃは、高耐熱性のＰＰＳ樹脂やテフロン樹脂のフィ
ルムによって、構成されている。耐熱性フィルムコンデ
ンサ７の両端面にはメタリコン処理が施されていて、下
端面は陰極８ａ、他方は陽極８ｂとなっている。また、
陰電極板７ａと陽電極板７ｂは、それぞれ幅方向に位置
をずらして重ねられている。このため、陰電極板７ａは
陰極８ａに、陽電極板７ｂは陽極８ｂに導通している。
電極８は、図示はしないが、リード線を介してモータ内
部の回路基板に接続されている。鉄心２の外周縁から内
周部のＵ字形の溝３に亘っては、４極の巻線１１が巻き
付けられている。

【００２７】上記のモータは、次のように製造される。
すなわち、ステータ３１の鉄心２を覆うスプール３４の
外周部にスプール突起３５を設け、このスプール３４上
に巻線１１を巻く。耐熱性フィルムコンデンサ７は、鉄
心２の中心軸とスプール突起３５の鉄心２外周側端面と
の距離に等しい半径を有する円筒状ボビン３６の外周面
に巻き付けておき、そのボビン３６はステータ３１の外
周にはめ合わせる。

【００２８】（２）実施例の作用及び効果 以上のように、本実施例のコンデンサ内蔵型インダクシ
ョンモータでは、コンデンサを耐熱性フィルムで構成し
ているので、コンデンサを高温となるステータ周囲に装
着することができる。このため、コンデンサの収納場所
を、モータ外部に改めて設ける必要がなくなる。したが
って、本実施例によれば、モータの小形化によって、設
置スペースの減少を図ることができる。

【００２９】また、本実施例のコンデンサ内蔵型インダ
クションモータにおいては、コンデンサをステータ周囲
に装着することができるので、コンデンサを収納する専
用のケースを用いる必要がなくなる。このため、本実施
例によれば、部品点数と工数の削減によって、製造費用
の低廉化・生産効率の向上・製品の信頼性の向上を図る
ことができる。

【００３０】また、本実施例のコンデンサ内蔵型インダ
クションモータにおいては、コンデンサが円筒状ボビン
の上で形成されるので、コンデンサの形成を鉄心の巻線
工程とは別個独立に行うことができる。このため、コン
デンサ形成におけるメタリコン処理、とりわけ、その乾
燥工程の終了を待たずに、巻線工程を開始することがで
きる。また、当然に、巻線工程の終了を待たずにコンデ
ンサ形成を開始することもできる。以上のように、本実
施例のコンデンサ内蔵型インダクションモータによれ
ば、コンデンサの形成と巻線工程を同時平行的に行うこ
とができる。

【００３１】このため、本実施例によれば、モータの生
産効率の向上が一層容易になる。特に、コンデンサの形
成及び巻線設備のうち、いずれか能力の大きいほうを他
の製品との兼用にして、製造費用の低減を図ることがで
きる。また、コンデンサの製造とステータの製造を別々
の場所で行い、後にモータ全体を組み立てることもでき
る。

【００３２】また、本実施例のコンデンサ内蔵型インダ
クションモータにおいては、コンデンサがあらかじめ円
筒状ボビンに巻き付けられているので、ステータへの装
着が容易である。特に、本実施例のコンデンサ内蔵型イ
ンダクションモータにおいては、スプール突起３５の上
端部に傾斜部３５ａが形成されている。このため、この
傾斜部３５ａをガイドとして、ステータ３１とボビン３
６を円滑にはめ合わせることができる。

【００３３】そして、仮に両者の中心軸が多少ずれて接
触しても、ボビン３６の下端部が傾斜部３５ａ上を斜め
に滑るので、両者は自ずと同軸位置に補正され、そのま
ま円滑にはまり合うことができる。ここで、図７は、同
モータの製造過程において、ステータ３１の上端部に軸
をずらして接触した耐熱性フィルムコンデンサ７が、同
軸位置に移動していく状態を示す断面図である。このた
め、本実施例によれば工数減少による一層の生産の効率
向上と製品の品質向上を図れる。

【００３４】また、本実施例のコンデンサ内蔵型インダ
クションモータでは、コンデンサと鉄心が円筒状ボビン
によって絶縁されているため、両者の絶縁手段を改めて
講じる必要がない。このため、本実施例によれば、部品
点数と工数の減少によって、製造費用の低廉化、製造効
率の向上、製品の信頼性の向上を図ることができる。

【００３５】また、本実施例のコンデンサ内蔵型インダ
クションモータにおいては、モータ内回路基板をステー
タ近傍に配設すれば、ステータと基板とコンデンサと
を、短いリード線により簡単に接続することができる。
このため、本実施例によれば、部品点数と工数の減少に
よって、製造費用の低廉化、製造効率の向上、製品の信
頼性の向上を図ることができる。

【００３６】また、本実施例のコンデンサ内蔵型インダ
クションモータでは、コンデンサがインサートモールド
成型によってステータ上に固定されているので、振動や
はめ合わせの緩みが生じてもステータからずれることが
ない。このため、本実施例によれば、製品の信頼性の向
上を図ることができる。

【００３７】（３）他の実施例 なお、本考案は上記の実施例に限定されるものではな
く、具体的な各部材の形状、各々の取付位置及び取付構
造等は適宜変更可能である。例えば、コンデンサのフィ
ルム材料は、ＰＰＳ樹脂やテフロン樹脂に限定されず、
耐熱性の高い材料であれば、適宜変更可能である。この
場合、フィルム性状に合わせて、モータの定格を変更す
ることも可能である。

【００３８】また、スプール突起の数は８つには限定さ
れず、７つ以下及び９つ以上とすることも可能である。
但し、ボビンの安定性を確保するために、３つ以上であ
ることが望ましい。さらに、スプール突起の形状は、傾
斜部を設けるものには限定されず、設けない形状でもよ
い。

【００３９】

【考案の効果】本考案のコンデンサ内蔵型インダクショ
ンモータは、ステータと別体にボビン上で形成されたコ
ンデンサを、ステータにはめ合わせるものである。この
ため、本考案によれば、モータの製造が容易になる。ま
た、本考案によれば、ステータの巻線工程とコンデンサ
の形成が別個独立に行われるので、モータの製造効率の
向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例である、コンデンサ内蔵型イ
ンダクションモータの分解平面図。

【図２】耐熱性フィルムコンデンサ７の断面拡大図。

【図３】本考案の一実施例である、コンデンサ内蔵型イ
ンダクションモータにおけるステータ３１の断面図。

【図４】同モータにおける、耐熱性フィルムコンデンサ
７が巻き付けられたボビン４の断面図。

【図５】同モータの製造過程において、耐熱性フィルム
コンデンサ７が巻き付けられたボビン４がステータ３１
の外周にはめ合わされていく状態を示す断面図。

【図６】同モータの製造過程において、耐熱性フィルム
コンデンサ７が巻き付けられたボビン４とステータ３１
が、これらを覆う樹脂３７とともにインサートモールド
成型された状態を示す断面図。

【図７】同モータの製造過程において、ステータ３１の
上端部に軸をずらして接触した耐熱性フィルムコンデン
サ７が、同軸位置に移動していく状態を示す断面図。

【図８】従来技術の一例であるコンデンサ内蔵型インダ
クションモータの巻線の状態を示す模式的平面図。

【図９】同モータのステータのＡ−Ａ´部分の断面斜視
図。

【図１０】コンデンサ内蔵型インダクションモータを示
す回路図。

【図１１】図１０の巻線の電流と入力電流のベクトル
図。

【図１２】従来のコンデンサ内蔵型インダクションモー
タを示す要部側面断面図。

【符号の説明】

１，３１ … 固定子 ２ … 鉄心 ３ … Ｕ字溝 ４ … 樹脂型 ５ … 回路パターン ６ … 突出部 ７ … 耐熱性フィルムコンデンサ ８ … リング状電極 ９，１８ … メタリコン １０ … リード線 １１ … 巻線 １２，２４ … ロータ ２１ … 補助巻線 ２２ … 主巻線 ２３ … コンデンサ ２５ … 固定子 ２６ … フレーム ３４ … スプール ３５ … スプール突起 ３６ … ボビン Ｍ … モータ

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 巻線が巻かれたステータの内側にロータ
   が配設され、 その電気回路中にコンデンサが設けられたコンデンサ内
   蔵型インダクションモータにおいて、 ステータの鉄心のうち前記ロータに面しない表面は、鉄
   心と巻線を絶縁するためのスプールで覆われ、 このスプールの外周部には、スプール上で巻線の位置を
   固定するためのスプール突起が、巻線方向と平行に複数
   設けられ、 そのスプール突起は、その高さが鉄心外周側の巻線の厚
   みと同一かこれより大きくなるように形成され、 このスプール上には巻線が巻かれ、 前記コンデンサは耐熱性フィルムによって構成され、 そのコンデンサは、前記鉄心の中心軸と前記スプール突
   起の鉄心外周側端面との距離に等しい半径を有する円筒
   状ボビンの外周面に巻き付けられ、 そのボビンは前記ステータの外周にはめ合わされている
   ことを特徴とするコンデンサ内蔵型インダクションモー
   タ。
2. 【請求項２】 ステータと、その外周にはめ合わされて
   いるボビンと、このボビンの外周面に巻き付けられたコ
   ンデンサが、これらの周囲を覆う樹脂とともに、一体に
   インサートモールド成型されている請求項１記載のコン
   デンサ内蔵型インダクションモータ。