JP5465592B2 - コンデンサ電動機、換気扇およびコンデンサ電動機の製造方法 - Google Patents

Description

本発明はコンデンサ電動機、換気扇およびコンデンサ電動機の製造方法に関する。

コンデンサ電動機では、コンデンサ容量は電動機の特性を左右する要素のひとつであり、コンデンサ容量によって電動機の性能が決められる。

また、特許文献１には、中央部に軸受の外径寸法より僅かに大なる寸法の丸孔を端子台に設け、この丸孔を閉塞しない外寸のコンデンサをハウジングの内部に収納することにより、端子台の部品設置スペースとコンデンサ容量の使用範囲を拡大し、組立作業の容易化を実現する技術が開示されている。

特開２００４−１５９４８６号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、大きな容量のコンデンサを電動機内に搭載すると、コンデンサ自体も大きくなり、質量も重くなる。このため、振動によってコンデンサが動き、端子台やカバーに当たって異常音が発生するという問題があった。また、振動で当たらない程度までコンデンサと外郭の隙間を広げることも考えられるが、隙間が大きいと電動機が大型化するという問題があった。

また、特開２００４−１５９４８６号公報に開示された方法では、コンデンサが端子台またはカバーと接着固定されている。このため、樹脂と金属の熱膨張差により、コンデンサのリード線の電気的接合部またはコンデンサのリード線自体に応力が加わり、電気的接合部で剥がれが発生したり、リード線が断線するなどして導通不具合が発生したりすることから、信頼性の低下を招くという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コンデンサのリード線に応力がかかるのを抑制しつつ、振動によってコンデンサが動くのを抑制することが可能なコンデンサ電動機、換気扇およびコンデンサ電動機の製造方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のコンデンサ電動機は、回転子と固定子が設けられた電動機本体と、前記電動機本体に装着された端子台と、前記端子台に搭載されたコンデンサと、前記端子台と前記コンデンサの間に設けられた粘着材とを備えることを特徴とする。

この発明によれば、コンデンサのリード線に応力がかかるのを抑制しつつ、振動によってコンデンサが動くのを抑制することが可能という効果を奏する。

図１は、本発明に係るコンデンサ電動機１の実施の形態１の概略構成を示す斜視図である。 図２は、図１のコンデンサ電動機１の横断面図である。 図３は、図２のコンデンサ電動機１の電動機本体２と端子台１２とを分離して示す横断面図である。 図４は、図１のコンデンサ電動機１内部の固定子巻線６の状態を示す斜視図である。 図５は、図４のフレーム７の後端部にブラケット８と内部カバー１０が装着された状態を示す斜視図である。 図６は、図５の内部カバー１０上に端子台１２と端子１３と粘着材３２が装着された状態を示す斜視図である。 図７は、図６の端子台１２上に温度ヒューズ１９とコンデンサ１４と電源リード線２１が装着された状態を示す上面図である。 図８は、図７の状態を示す斜視図である。 図９は、本発明に係るコンデンサ電動機１の実施の形態２の概略構成を示す横断面図である。 図１０は、本発明に係るコンデンサ電動機１が適用される換気扇の実施の形態３の概略構成を示す横断面図である。

以下に、本発明に係るコンデンサ電動機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明に係るコンデンサ電動機の実施の形態１の概略構成を示す斜視図、図２は、図１のコンデンサ電動機１の横断面図、図３は、図２のコンデンサ電動機１の電動機本体２と端子台１２とを分離して示す横断面図である。図１〜図３において、コンデンサ電動機１には電動機本体２と端子台１２が設けられている。

電動機本体２には、フレーム７とブラケット８が設けられ、固定子４はフレーム７に圧入され、フロントベアリング１７とリアベアリング１８で支持された回転子３が内蔵されている。フレーム７側には回転子３と連通したシャフト１６が突出している。

端子台１２には、結線に使用される端子１３が設置される。そして、端子台１２では、電動機本体２からの導電ピン端子１１、外部電源に接続されるリード線、電動機内部に搭載される電子部品の電気的な結線が行われる。

また、端子台１２にはコンデンサ１４が搭載され、端子台１２とコンデンサ１４の間には粘着材３２が設けられている。そして、カバー１５が電動機本体２に装着されることにより、端子台１２およびコンデンサ１４がカバー１５にて覆われている。なお、粘着材３２としては、シール状であってもよいし、フィルム状であってもよい。また、粘着材３２としては、ゴム系またはシリコン系などの材料を用いることができる。

ここで、端子台１２とコンデンサ１４の間に粘着材３２を設けることにより、コンデンサ１４が振動で動くのを抑制することができる。このため、コンデンサ１４と外郭の隙間を広げることなく、端子台１２またはカバー１５との接触による異音を防止することができ、コンデンサ電動機１の大型化を抑制することができる。

図４は、図１のコンデンサ電動機１内部の固定子巻線６の状態を示す斜視図である。図４において、固定子４には、固定子鉄心５、固定子巻線６および巻枠９が設けられている。なお、巻枠９は、樹脂などの絶縁体にて構成することができる。そして、固定子鉄心５には巻枠９が被せられ、巻枠９には固定子巻線６が巻かれている。また、電動機本体２からは、固定子巻線６を端子台１２側に引き出すための導電ピン端子１１が突出されている。

図５は、図４のフレーム７の後端部にブラケット８と内部カバー１０が装着された状態を示す斜視図である。図５において、導電ピン端子１１には内部カバー１０が装着されている。なお、内部カバー１０は、樹脂などの絶縁体にて構成することができる。

ここで、内部カバー１０には、導電ピン端子１１を通すピン端子穴２０が設けられるとともに、端子台１２に挿入することで内部カバー１０を端子台１２に固定する圧入部１０ａ、１０ｂが設けられている。そして、回転子３と固定子４とが覆われるようにブラケット８が装着され、導電ピン端子１１がブラケット８に設けたピン端子穴２０から外部に突出されている。

図６は、図５の内部カバー１０上に端子台１２と端子１３と粘着材３２が装着された状態を示す斜視図である。図６において、電動機本体２と端子台１２は、内部カバー１０の圧入部１０ａ、１０ｂを端子台１２に圧入することにより固定されている。また、端子台１２には、外部電源側からの電源リード線２１を保持するリード線保持部２２、電源リード線２１をリード線保持部２２に導くガイド２５およびコンデンサ１４を収納するコンデンサ収納部２６が設けられている。ここで、コンデンサ収納部２６には粘着材３２が設けられている。

図７は、図６の端子台１２上に温度ヒューズ１９とコンデンサ１４と電源リード線２１が装着された状態を示す上面図、図８は、図７の状態を示す斜視図である。図７および図８において、固定子巻線６の巻線端の導電ピン端子１１が端子台１２と端子１３を突き抜け、端子１３とはんだ接合される。

端子台１２上では、電源リード線２１がガイド２５により固定され、温度ヒューズ１９と接合されている。コンデンサ１４は、端子台１２上に粘着材３２を介して搭載され、コンデンサリード１４ａが端子１３と接合されている。端子台１２上に必要な全ての部品が搭載され、これらが接合された後、端子台１２およびコンデンサ１４の外側にカバー１５が被せられることで端子台１２およびコンデンサ１４が外乱から保護される。

粘着材３２の強度は、コンデンサリード１４ａの電気的接合部またはコンデンサリード１４ａの強度以下とすることが好ましい。例えば、使用する機器のオン／オフによる端子台１２やコンデンサ１４の樹脂部と、コンデンサリード１４ａや端子１３の金属部の熱膨張差で発生する応力による疲労破壊を想定し、コンデンサリード１４ａの電気的接合部の材料や構造などの条件から許容応力を算出し、粘着材３２によるコンデンサ１４の固定強度を許容応力以下とすることができる。

例えば、コンデンサリード１４ａがφ０．８ｍｍの軟銅線と仮定すると、粘着剤３２の粘着力は約０．２５Ｎ以下にすることが望ましい。なお、端子台１２の形状等により熱膨張による応力を緩和できる場合は、その分を差し引いて粘着材３２によるコンデンサ１４の固定強度を設定するようにしてもよい。

また、反負荷側ベアリングハウジングの外側にコンデンサ１４を配置し、コンデンサ電動機１の巻線部分から遠ざけることで、端子台１２やコンデンサ１４の温度上昇を抑え、端子台１２やコンデンサ１４の樹脂と、コンデンサリード１４ａやその電気的接合部の金属との熱膨張差を小さくすることができる。

また、コンデンサ１４を配置する端子台１２に、電源リード線２１および温度ヒューズ１９を搭載可能とすることで、部材の共用化することができる。また、電動機本体２と端子台１２とを分離可能とすることで、コンデンサ電動機１の組立自動化が可能となる。

実施の形態２．
図９は、本発明に係るコンデンサ電動機１の実施の形態２の概略構成を示す横断面図である。図９において、この実施の形態２では図２の粘着材３２の代わりに緩衝材３３が設けられ、緩衝材３３は、カバー１５とコンデンサ１４の間に配置されている。なお、実施の形態１に対して、粘着材３２が緩衝材３３に代わっている点以外は同様の構造である。

この緩衝材３３は、シート状であってもよいし、ブロック状であってもよい。また、緩衝材３３として、ゴムや樹脂などの弾性部材を用いることができる。また、緩衝材３３の強度は、コンデンサリード１４ａの電気的接合部またはコンデンサリード１４ａの強度以下とすることが好ましい。例えば、コンデンサリード１４ａの電気的接合部の材料や構造などの条件から許容応力を算出し、緩衝材３３によるコンデンサ１４の固定強度を許容応力以下とすることができる。

ここで、カバー１５とコンデンサ１４の間に緩衝材３３を設けることにより、コンデンサ１４が振動で動くのを抑制することができ、端子台１２またはカバー１５との接触による異音を防止することができる。

なお、緩衝材３３はカバー１５に接着しても、コンデンサ１４に接着してもよい。また、緩衝材３３を接着せずに、カバー１５とコンデンサ１４の間に単に挟み込むようにしてもよい。また、緩衝材３３の効果でコンデンサ１２がカバー１５に当たって発生する異音を緩和できれば、緩衝材３３とカバー１５の間に隙間があってもよい。

また、緩衝材３３によるコンデンサ１４の固定強度は、コンデンサリード１４ａの電気的接合部またはコンデンサリード１４ａの強度以下とすることで、端子台１２やコンデンサ１４の樹脂と、コンデンサリード１４ａとその電気的接合部の金属との熱膨張差に起因する応力に対する耐性を向上させることができる。

実施の形態３．
図１０は、本発明に係るコンデンサ電動機１が適用される換気扇の実施の形態３の概略構成を示す横断面図である。図１０において、羽根車３１とコンデンサ電動機１が結合され、ケーシング３０に固定されることで換気扇２９が構成されている。

ここで、図１または図９のコンデンサ電動機１を換気扇２９に搭載することで、換気扇の小型化を図りつつ、信頼性を向上させることが可能となる。

以上のように本発明に係るコンデンサ電動機は、コンデンサのリード線に応力がかかるのを抑制しつつ、振動によってコンデンサが動くのを抑制することができ、コンデンサ電動機の大型化を抑制しつつ、コンデンサ電動機の信頼性を向上させる方法に適している。

１ 電動機
２ 電動機本体
３ 回転子
４ 固定子
５ 固定子鉄心
６ 固定子巻線
７ フレーム
８ ブラケット
９ 巻枠
１０ 内部カバー
１０ａ、１０ｂ 圧入部
１１ 導電ピン端子
１２ 端子台
１３ 端子
１４ コンデンサ
１４ａ コンデンサリード
１５ カバー
１６ シャフト
１７ フロントベアリング
１８ リアベアリング
１９ 温度ヒューズ
２０ ピン端子穴
２１ 電源リード線
２２ リード線保持部
２５ ガイド
２６ コンデンサ収納部
２９ 換気扇
３０ ケーシング
３１ 羽根車
３２ 粘着材
３３ 緩衝材

Claims (5)

1. 回転子と固定子が設けられた電動機本体と、
   前記電動機本体に装着された端子台と、
   前記端子台に搭載されたコンデンサと、
   前記端子台と前記コンデンサの間に設けられた粘着材とを備え、
   前記粘着材の固定強度は、前記コンデンサのコンデンサリードの電気的接合部の許容応力以下であることを特徴とするコンデンサ電動機。
2. 前記コンデンサは反負荷側ベアリングハウジングの外側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ電動機。
3. 前記端子台には電源リード線および温度ヒューズが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のコンデンサ電動機。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のコンデンサ電動機と、
   前記コンデンサ電動機に結合された羽根車と、
   前記コンデンサ電動機と前記羽根車とを支持するケーシングとを備えることを特徴とする換気扇。
5. 電動機本体に端子台を装着する工程と、
   コンデンサのコンデンサリードの電気的接合部の許容応力以下である固定強度の粘着材を介して前記端子台上にコンデンサを搭載する工程と、
   前記コンデンサおよび前記端子台が覆われるようにして前記電動機本体にカバーを装着する工程とを備えることを特徴とするコンデンサ電動機の製造方法。

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