JPH09215272A - 電動機の温度ヒューズ取付構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コイル配列部の異常発熱時以外に温度ヒュー
ズが無用に動作するようなことがないようにする。 【解決手段】 電動機１におけるステータコア２０の端
面に複数のコイル２１，２２のそれぞれの一部が露出し
てステータコア２０の周方向に沿って配列したコイル配
列部２３に、ヒューズ本体２５の両端からリード線２
６，２７が導出した表面張力型の温度ヒューズ２４を、
前記各リード線２６，２７がコイル配列部２３に沿って
配置するように設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】この発明は、扇風機や換気扇
等における電動機に安全装置として組み込まれる温度ヒ
ューズの取付構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、扇風機や換気扇等の電動機にお
いては、寿命による劣化等でステータコアに巻かれた隣
り合うコイルが短絡するレアーショートが生じて温度が
異常に上昇し、発煙等の危険を招く恐れがある。このた
めこの種の電動機にはその安全装置として温度ヒューズ
が組み込まれている。

【０００３】さらに詳しく述べると、この種の電動機に
おけるステータコアには、回転磁界を発生させるための
４極の主コイルと、その主コイルに対して電流の位相が
６０〜９０度程度進んでいる４極の補助コイルとが交互
に巻かれ、これらコイルの一部がステータコアの端面に
露出してそのステータコアの周方向に沿うように配列
し、これら露出したコイルによりステータコアの端面に
コイル配列部が構成されている。

【０００４】そしてこのコイル配列部における合計８極
のコイルのうちの１〜３極のコイルに近接あるいは絶縁
物を介して温度ヒューズが取り付けられ、コイル配列部
の温度が異常に上昇した際に、その温度ヒューズの溶断
でコイルの通電を切り、安全を確保するようになってい
る。

【０００５】ここで、発熱時におけるコイル配列部の温
度分布は均一ではなく、このため従来においては、その
温度分布の低温域の温度で動作する動作温度の低い温度
ヒューズを選定し、この動作温度の低い温度ヒューズを
コイル配列部に設けるようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、動作温
度の低い敏感な温度ヒューズを用いると、異常発熱時以
外の一時的な温度上昇時にそれを感知して無用に溶断す
る誤動作が生じやすくなる難点がある。

【０００７】この発明はこのような点に着目してなされ
たもので、その目的とするところは、コイル配列部の異
常発熱時以外に温度ヒューズが無用に動作するようなこ
とがない電動機の温度ヒューズ取付構造を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明はこのような目
的を達成するために、電動機におけるステータコアの端
面に複数のコイルのそれぞれの一部が露出してステータ
コアの周方向に沿って配列したコイル配列部に、ヒュー
ズ本体の両端からリード線が導出した表面張力型の温度
ヒューズを、前記各リード線がコイル配列部に沿って配
置するように設けるようにしたものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照して説明する。図１には、扇風機のヘッド
部を示してあり、１は電動機、２は電動機１を覆った保
護カバー、３は保護カバー２の前端部に取り付けられた
前後に二分割が可能なガードである。

【００１０】図２には電動機１の分解状態の斜視図を示
してあり、４は前フレームで、この前フレーム４の下面
に扇風機の基台部に挿入されてヘッド部の首振り運動の
中心となるスタッド５が保護カバー２の下方に突出する
ように取り付けられている。

【００１１】前フレーム４の内部には、回転磁界を発生
させるためのステータコイルユニット６が圧入され、こ
の前フレーム４の後端の開口部に後フレーム７が複数の
ねじ８…を介して取り付けられている。

【００１２】ステータコイルユニット６の中心部には回
転子９を備える回転軸１０が挿入され、この回転軸１０
が前フレーム４および後フレーム７の端面に設けられた
軸受１１，１２を介して回転自在に支持されている。そ
してこの回転軸１０の先端部が前フレーム４から前記ガ
ード３内に突出し、この回転軸１０の突出端部に送風フ
ァン１３が取り付けられている。

【００１３】回転子９はステータコイルユニット６の回
転磁界により回転し、この回転子９と一体に回転軸１０
および送風ファン１３が回転することにより前記送風フ
ァン１３を介してその前方に順次風が送り出される。

【００１４】後フレーム７の後端部には減速歯車機構１
５が設けられ、この減速歯車機構１５はクランクピン１
６を有し、このクランクピン１６と前記スタッド５との
間に連接レバー１７が取り付けられている。そして回転
軸１０の動作が減速歯車機構１５を介して減速されてク
ランクピン１６に伝わり、このクランクピン１６の旋回
動作で扇風機のヘッド部がスタッド５を中心に首振り運
動するようになっている。

【００１５】電動機１のステータコイルユニット６は、
電磁鋼板を積み重ねて構成された筒状のステータコア２
０を有し、このステータコア２０に４極の主コイル２１
…と、この主コイル２１…に対して電流の位相が６０〜
９０度程度進んでいる４極の補助コイル２２…とが交互
に巻かれている。

【００１６】各主コイル２１…および各補助コイル２２
…の一部は、図２および図３に示すように、ステータコ
ア２０の端面に露出してステータコア２０の周方向に沿
うように環状に配列し、これら露出した主コイル２１…
および補助コイル２２…によりコイル配列部２３が構成
されている。そしてこの環状のコイル配列部２３の上に
表面張力型の温度ヒューズ２４が取り付けらている。

【００１７】この温度ヒューズ２４は、ヒューズ本体２
５と、このヒューズ本体２５の両端から導出したリード
線２６，２７とからなり、この温度ヒューズ２４の全体
が電気絶縁性を有する絶縁チューブ２８内に挿入されて
いる。

【００１８】ヒューズ本体２５の構造を図４に示してあ
り、このヒューズ本体２５はセラミック等からなる円筒
状の絶縁容器３０を有し、この絶縁容器３０内に所定の
温度で溶融する可溶合金からなる細い棒状の感温素子３
１が収納され、この感温素子３１の両端に前記リード線
２６，２７が接続され、また感温素子３１の周囲が所定
の温度で溶融して液化する樹脂３２で覆われている。そ
して絶縁容器３０の両端の開口部がそれぞれシール剤３
３，３３により封止されている。

【００１９】温度ヒューズ２４は、図２および図３に示
すように、絶縁チューブ２８内に挿入された状態で前記
環状のコイル配列部２３の上に、ヒューズ本体２５およ
び両リード線２６，２７の全長部分がコイル配列部２３
の全長区間に沿って配置するように、複数の止め糸３４
…を介して取り付けられている。そして前記リード線２
６，２７の各端末に通電用のリード線３５，３６が接続
されている。

【００２０】図５には電動機１の結線図を示してあり、
電源３７の一方の端子側に温度ヒューズ２４が接続さ
れ、主コイル部は４極の主コイル２１…で構成され、ま
た補助コイル部にはコンデンサ３８が直列に接続され、
この補助コイル部がＡ部、Ｂ部、Ｃ部に別れていて、そ
のそれぞれが４極の補助コイル２２…で構成されてい
る。そして補助コイル部がＡ部、Ｂ部、Ｃ部の３つに別
れているから、そのＡ部、Ｂ部をリアクタとして利用し
て主コイル部に加わる電圧を２段階に電圧降下させるこ
とができ、これにより回転子９の回転速度の調節が可能
となっている。

【００２１】前記送風ファン１３はプラスチックにより
一体に成形され、図１、図６および図７に示すように、
ボス部４１と、このボス部４１の外周に均等的に突出形
成された複数の羽根板４２…と、前記ボス部４１の内側
の中心部に設けられたパイプ状の軸挿通部４３と、この
軸挿通部４３の外周とボス部４１の内周との間に均等的
に設けられた複数の補強リブ４４…とで構成されてい
る。

【００２２】そして前記軸挿通部４３の端面には複数の
係合溝４５…が形成され、また前記各補強リブ４４…の
縁部には送風ファン１３の後方側に向って突出する冷却
翼４６…が一体に形成されている。

【００２３】送風ファン１３を保護するガード３は、図
１に示すように、電動機１を覆った保護カバー２の前端
部にガード止めナット４８を介して取り付けられ、電動
機１の回転軸１０が前記ガード止めナット４８の中心部
を貫通してガード３の内側に突出し、この回転軸１０の
突出部分に前記係合溝４５…に係合可能な係合ピン４９
が取り付けられている。

【００２４】そしてこの回転軸１０の突出部分に送風フ
ァン１３の軸挿通部４３が挿入され、この挿入に伴って
前記係合ピン４９が前記一対の係合溝４５，４５内に係
合し、また回転軸１０の先端部がボス部４１の前方に突
出し、この突出端部にスピンナー５０が螺着され、この
スピンナー５０の締め付けにより送風ファン１３が回転
軸１０に固定されている。

【００２５】図１における破線の矢印は送風ファン１３
が回転したときの風の流れを示している。送風ファン１
３の回転時には、その後方側の空気が送風ファン１３の
前方側に順次送り出されるが、送風ファン１３に向って
流れる空気の一部は保護カバー２内に流入し、さらにこ
の空気が電動機１を構成する前フレーム４および後フレ
ーム７の内部と外周部とに分流して流通し、この空気の
流れで電動機１が冷却される。

【００２６】ここで、電動機１の前側の軸受１１には、
ガード止めナット４８および送風ファン１３のボス部４
１が対向して配置しており、このためこの軸受１１の付
近が無風状態となって軸受１１に対する冷却が不充分と
なり、軸受１１の焼付きの恐れが生じる。

【００２７】ところが、本実施形態においては、送風フ
ァン１３の各補強リブ４４…の縁部にその後方側に突出
する冷却翼４６…が一体に形成されており、このため送
風ファン１３の回転に応じて各冷却翼４６…によりガー
ド止めナット４８に向けて空気が送風され、ガード止め
ナット４８の周囲に空気が循環し、したがって前記軸受
１１の熱がガード止めナット４８を通して有効に放熱
し、この放熱で軸受１１の温度上昇が抑制され、その焼
付きが防止される。実験によれば、送風ファン１３に冷
却翼４６…を形成しない場合に比べ、冷却翼４６…を形
成した本実施形態の場合においては、軸受１１の温度上
昇を５Ｋ（ケルビン）程度抑制することができた。

【００２８】一方、例えば電動機１の寿命による劣化等
の原因により、ステータコア２０に巻かれた隣り合うコ
イル２１…，２２…が短絡するレアーショートが発生し
てコイル配列部２３が所定温度以上に上昇した場合にお
いては、そのコイル配列部２３の熱が温度ヒューズ２４
のリード線２６，２７を介して可溶合金からなる感温素
子３１に伝導する。

【００２９】そしてこの熱伝導により、まず感温素子３
１を覆っている樹脂３２が溶融して液化し、次に可溶合
金からなる感温素子３１が溶融し、この感温素子３１の
合金が一方のリード線２６の端部と他方のリード線２７
の端部とに別れてそれぞれその表面張力により球状の粒
子となり、さらにこの各粒子の表面に前記液化した樹脂
３２がそれぞれその表面張力により膜状に付着し、この
膜状の樹脂３２で前記各粒子が個々に覆い包まれる。

【００３０】このように、感温素子３１の合金が溶融し
て２つの粒子に別れることにより、電動機１の通電回路
が遮断され、したがってコイル配列部２３の温度上昇が
停止し、発煙等の危険が回避される。そして２つに別れ
た合金の粒子は速やかにその表面が個々に樹脂３２の膜
で覆われるから、その樹脂３２の膜で各粒子が電気的に
絶縁されて再び導通するようなことがなく、安全性がよ
り確実となる。

【００３１】なお、温度ヒューズ２４の感温素子３１に
は、コイル配列部２３の発熱時の輻射熱が作用するが、
感温素子３１の外周の絶縁容器３０がセラミック等の断
熱性の高い材料からなり、また感温素子３１と絶縁容器
３０のとの間に空気層が介在し、この空気層が断熱層と
して作用し、このため感温素子３１に作用する輻射熱は
弱く、専ら感温素子３１はリード線２６，２７からの伝
導熱で溶融する。

【００３２】ところで、電動機１のコイル配列部２３が
異常発熱した際の温度分布は、そのコイル配列部２３の
全域に亘って均一になるとは限らず、高温域と低温域と
の領域が生じるの通常であるが、温度ヒューズ２４のリ
ード線２６，２７がコイル配列部２３のほぼ全長の区間
に沿うように設けられており、したがってコイル配列部
２３の温度がどのような分布でばらついていても、その
分布中の高温域の熱がリード線２６あるいは２７を通し
て温度ヒューズ２４の感温素子３１に伝わる。

【００３３】したがって、温度ヒューズ２４として、動
作温度の高い温度ヒューズ、つまり感温素子３１の材料
が融点の比較的高い可溶合金である温度ヒューズを選定
して用いることができ、これにより通常の発熱時に感温
素子３１の合金が不用意に溶融するような誤動作が確実
に防止され、安全装置としての信頼性が向上する。

【００３４】なお、前記実施形態においては、温度ヒュ
ーズ２４の両リード線２６，２７を電動機１のコイル配
列部２３のほぼ全長区間に亘って配置するように設けた
が、必ずしも全長区間に亘って設ける必要はなく、少な
くともコイル配列部２３の半分の区間に亘るように設け
ればよい。

【００３５】そして温度ヒューズ２４はコイル配列部２
３に近接して設ける場合であっても、絶縁して直接取り
付けるような場合であってもよく、さらにこの発明が対
象とする電動機１は直流電動機あるいは三相電動機等で
あってもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
動作温度の高い温度ヒューズを選定して用いることがで
き、したがってコイル配列部の異常発熱時以外に温度ヒ
ューズが無用に溶断するような誤動作を確実に防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係る扇風機のヘッド部
の断面図。

【図２】そのヘッド部に設けられた電動機の分解状態の
斜視図。

【図３】その電動機のステータコイルユニットの平面
図。

【図４】その電動機に設けられた温度ヒューズの断面
図。

【図５】その電動機の電気結線図。

【図６】前記扇風機における送風ファンの一部を示す斜
視図。

【図７】同じく正面図。

【符号の説明】

１…電動機 ２０…ステータコア ２１…主コイル ２２…補助コイル ２３…コイル配列部 ２５…ヒューズ本体 ２６…リード線 ２７…リード線

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電動機におけるステータコアの端面に複数
   のコイルのそれぞれの一部が露出してステータコアの周
   方向に沿って配列したコイル配列部に、ヒューズ本体の
   両端からリード線が導出した表面張力型の温度ヒューズ
   を、前記各リード線がコイル配列部に沿って配置するよ
   うに設けたことを特徴とする電動機の温度ヒューズ取付
   構造。
2. 【請求項２】温度ヒューズの両リード線が、電動機のコ
   イル配列部のほぼ全長区間に亘って配置していることを
   特徴とする請求項１に記載の電動機の温度ヒューズ取付
   構造。
3. 【請求項３】温度ヒューズの両リード線が、電動機のコ
   イル配列部の少なくとも半分の区間に亘って配置してい
   ることを特徴とする請求項１に記載の電動機の温度ヒュ
   ーズ取付構造。