JP3031563U - 熱指示式の電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過熱による潜在的故障を指示する早期警報手
段を備えた電動機を提供する。 【解決手段】 電動機の巻線に熱的な嗅覚警報器が組み
合わされ、巻線の不当な温度上昇の指示を与える。警報
は、臨界状態に対する事前警報から進行する２つ以上の
温度上昇段階を含む。警報は、電動機の動作に影響を及
ぼさず、オペレータに過熱状態発生の指示を与え、オペ
レータが修正動作を行えるようにするか、又は少なくと
も危険な状態の発生に気付くことができるようにする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、電動機に係り、より詳細には、例えば、厨房機器や動力工具に使用 される小型又は分数馬力電動機に使用するための早期警報システムであって、過 熱による潜在的な電動機故障を指示する早期警報システムに係る。

【０００２】

【従来の技術】

電動機は、過熱して、寿命を短くすることが分かっており、絶縁又は潤滑系統 の熱的劣化により過熱が過剰になるか又は持続すると、早期故障を招く。

【０００３】 バイメタル片、正の係数のサーミスタ及びヒューズのような過剰温度切断スイ ッチは、熱の蓄積を招く過剰な加熱又は過剰な電流が検出されたときにその電流 を停止することにより電動機を保護する。しかしながら、このような状態に近づ いているという警報は発せられない。通常、過剰な加熱は、例えば、過負荷又は ストール状態或いは過剰な負荷サイクルのもとで動作し、即ち始動と始動との間 に冷却できないような高いデューティサイクルで電動機を停止及び始動すること により生じる過剰な電流に関連している。又、ある環境においては、電動機のユ ーザは、電動機が過負荷に近づいていること又は過負荷状態にあることをダメー ジ発生の前にそして電動機を不作動にすることなく気付くことを望む。

【０００４】 これは、巻線が所定の温度に到達したときに認識し得る臭気を放つように構成 された嗅覚警報を与えることにより達成できる。この嗅覚警報は、温度が上昇し 続けるときに臭気が放たれる率を高めるか、又は温度が上昇し続けるときに１つ 以上の異なる臭気を放つことにより電動機巻線の温度上昇の指示を与えるように 構成することができる。

【０００５】 所定の温度は、電動機の正常な動作温度範囲と、電動機にダメージが生じる温 度との間である。通常は、過熱の最初の兆候は、巻線のワイヤが過熱するときに ワニスが燃える臭いと、それに続いて、ワニスが着火し及び／又はプラスチック 部分又は他の低温度部品が溶融し始めて着火するときの煙である。甚だしい場合 には、絶縁材が劣化して、電気的な短絡及び発火を生じさせる。

【０００６】 しかしながら、ワニス又はワイヤ絶縁材は、その容量を越えて加熱されると、 臭い（特有の）を放つが、これは、電動機が過熱し、絶縁材にダメージが生じた ときである。

【０００７】

【考案の構成】

従って、本考案は、固定子組立体と、回転子と、固定子組立体及び回転子の少 なくとも一方に関連した巻線と、この巻線に関連して、この巻線が所定の温度に 到達したときに認知し得る臭気を放つように構成された嗅覚警報器とを備えた電 動機を提供する。

【０００８】 電動機が臨界温度に到達して巻線にダメージ等を生じさせる前に認知し得る臭 気を放つことにより、潜在的に危険な状態の指示が与えられ、修正対策を取れる ようにする。

【０００９】 好ましくは、嗅覚警報器は、巻線のワイヤ上に被覆される物質、巻線のワイヤ の絶縁材と混合される物質、又は巻線が巻かれた後に巻線に含浸される物質より 成る。

【００１０】 好ましくは、嗅覚警報器は、約１８０℃において認識し得る臭気を放つ物質よ り成る。

【００１１】 好ましくは、嗅覚警報器は、所定の温度を越える巻線の温度上昇の指示を与え るために２つ以上の温度において認識し得る臭気を放つように構成される。

【００１２】

【考案の実施の形態】 以下、添付図面を参照し、本考案の好ましい実施形態を詳細に説明する。典型 的な電動機は、回転子と、固定子組立体と、この回転子及び／又は固定子組立体 に関連した１つ以上の巻線とを有する。例えば、ブラシ型のＰＭＤＣ電動機は、 永久磁石固定子組立体と、電動機のシャフトに取り付けられ、巻線を外部電源に 接続する整流子に関連した巻線型回転子又は電機子とを有する。ブラシレスのＰ ＭＤＣ電動機は、回転子に取り付けられた永久磁石を有する。固定子組立体は、 回転子を回転するための回転磁界を与える磁束リング及び固定子巻線を備えてい る。巻線に流れる電流は、巻線のコイルの電流を順次に切り換えて回転磁界を形 成するように電気回路によって制御される。万能電動機においては、固定子組立 体及び回転子の両方が磁界を発生する巻線を有している。他の交流電動機におい ては、固定子組立体は、固定子磁界を発生する巻線を組み込んでいる。

【００１３】 これら全ての電動機において、絶縁材、通常は、電気的ワニスが被覆されたワ イヤのコイルで巻線が形成され、これに電流が通されて磁界が形成され、電動機 を作動し、即ち回転子を固定子に対して運動させる。巻線に流れる電流は、巻線 を加熱させる。電動機は、その用途に基づいて選択された所定の温度で運転する ように設計される。巻線のワイヤを含む電動機の種々の部品は、この温度に安全 余裕を加えた温度での運転に耐えるように選択される。例えば、巻線のワイヤは 定格が２００℃であり、これは、２００℃での連続運転に耐えるが、それ以上に 高い温度にも短時間は耐えることを意味する。しかしながら、この温度以上で運 転すると、ワイヤの絶縁材（ワニス）が焼けるか又は焦げるおそれがあり、その 絶縁特性を低下させる。高い温度に長時間さらすと、絶縁不良が生じると共に、 ワニス又は電動機の他の部品が着火するおそれが生じる。

【００１４】 焼けたワニスの臭いは特有のそして認知し得る臭気をもつが、この臭気が検知 されるときまでに、電動機へのダメージが生じており、電動機をその用途から回 収しなければならない。

【００１５】 嗅覚警報器を設置することにより、電動機に接触することなく且つ赤外線温度 計又はＰＴＣのような特殊な計器を伴わずに、電動機を運転し続けることを許し ながら、電動機の温度を決定することができる。これは、考えられる過負荷状態 の事前警報を与え、オペレータは、負荷を下げるか又は換気を増加し、電動機を 冷却して熱的な故障を回避したり、或いは状況に応じて電流負荷における考えら れる見込み寿命を予想することができる。

【００１６】 嗅覚警報器は、巻線に熱的に接触する物質であって、巻線が特定の温度に到達 したときに認知し得る臭気又は芳香を放出又は放つような物質より成る。これは 電動機が特定の動作温度に達したことをオペレータに気付かせ、負荷を下げるか 又は良好な換気又は冷却を与える必要性を合図する。

【００１７】 臭気の放出率は、所定の温度において少量の臭気が放たれそしてその温度値を 越えて温度が上昇するときに放出率が高まって、温度が上昇し続けているという 指示を与えるように構成される。

【００１８】 それに加えて又はそれとは別に、嗅覚警報器は、１つ以上の異なる物質を含ん でもよく、又は物質は、温度が上昇し続けるときに認知し得る異なる臭気を放つ ように構成された１つ以上の異なる化学薬品を含んでもよく、即ち巻線の温度が 高温度状態の存在を示す最初の所定値に到達したときに初期の率で第１の臭気が 放たれるようにしてもよい。温度が上昇を続けるにつれて、臭気の放出率が増加 される。温度が最終的な所定値に到達すると、最終的な臭気が放たれ、臨界温度 に到達して、おそらく電動機の故障が切迫していることを指示する。温度上昇の 進行する指示を与えるために多数の中間段階が導入される。各々の新たな臭気は その手前の臭気よりも刺激が強く、電動機への危険がより大きいことを表すのが 理想的である。

【００１９】 嗅覚警報器の物質（１つ又は複数）は、第２の絶縁被覆のように巻線のワイヤ に被覆されてもよいし、又は絶縁材をワイヤに付着する前に絶縁材と混合されて もよい。或いは又、巻線が巻かれた後に巻線に物質を含浸してもよい。この後者 の構成では、物質は、カプセル化材料の少なくとも一部分を形成し、巻線を大気 汚染から保護すると共に、ワイヤを電動機の金属部分等から絶縁し及び／又は巻 線を結束するように助成する。

【００２０】 添付図面を参照すれば、図示された電動機は、直流マイクロモータであって、 一端が閉じた円筒形のスチールカン状ケーシング１０と、このケーシングの他端 に取り付けられるプラスチックのエンドキャップ１１とを備えている。ケーシン グ内には２つの固定子磁石１２及び１３が固定されており、そして整流子１５が 設けられた巻線型回転子１４がケーシング内で回転するように固定子の磁石間に ベアリング１６及び１７により支持され、これらのベアリングは、各々、エンド キャップ１１と、ケーシング１０の閉じた端とに取り付けられる。

【００２１】 エンドキャップ１１は、２つのブラシホルダ１８及び１９を支持する。これら ブラシホルダ１８及び１９は、エンドキャップ１１の穴２２及び２３を各々経て 延びる一体的な端子２０及び２１を有している。巻線型回転子１４は、鉄心２５ の周りに巻かれた巻線２４を有する。この巻線２４には、使用中に巻線を振動か ら保護するために樹脂２６が含浸される。臭気を放つ物質は、この樹脂中に混合 されるか又はその一部分を形成し、これにより、臭気を放つ物質は巻線と熱的に 接触されそして巻線の温度に応答して、巻線が所定の温度に到達したときに臭気 を放つ。

【００２２】 当業者であれば、本考案の他の実施形態及び変形態様が明らかであろう。この ような変更は全て請求の範囲により規定された本考案によって網羅されるものと する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ケーシングの一部を破断した状態で本考案のＰ
ＭＤＣ電動機を示す分解斜視図である。

【符号の説明】

１０ ケーシング １１ エンドキャップ １２、１３ 固定子の磁石 １４ 回転子 １５ 整流子 １６、１７ ベアリング １８、１９ ブラシホルダ ２０、２１ 端子 ２４ 巻線 ２５ 鉄心 ２６ 樹脂

Claims (8)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定子組立体と、回転子と、固定子組立
   体及び回転子の少なくとも一方に関連した少なくとも１
   つの巻線と、この巻線に関連して、この巻線が所定の温
   度に到達したときに認知し得る臭気を放つように構成さ
   れた嗅覚警報器とを備えたことを特徴とする電動機。
2. 【請求項２】 上記嗅覚警報器は、上記巻線のワイヤに
   塗布される物質より成る請求項１に記載の電動機。
3. 【請求項３】 上記嗅覚警報器は物質より成り、そして
   上記巻線はこの物質が含浸される請求項１に記載の電動
   機。
4. 【請求項４】 上記嗅覚警報器は、約１８０℃において
   認知し得る臭気を放つ請求項１ないし３のいずれかに記
   載の電動機。
5. 【請求項５】 上記嗅覚警報器は、巻線の温度上昇の指
   示を与えるために、２つ以上の所定温度において認知し
   得る臭気を放つように構成される請求項１ないし４のい
   ずれかに記載の電動機。
6. 【請求項６】 上記嗅覚警報器は、所定の温度を越えて
   温度が上昇したときに臭気の放出率を高めるように構成
   される請求項１ないし５のいずれかに記載の電動機。
7. 【請求項７】 臭気の放出率は、所定の温度を越える温
   度の上昇に比例する請求項６に記載の電動機。
8. 【請求項８】 上記嗅覚警報器の物質は、酸化亜鉛より
   成る請求項１ないし７のいずれかに記載の電動機。