WO2020161916A1 - アウターロータ型電動機及び天井扇風機 - Google Patents

Abstract

アウターロータ型電動機は、シャフトが固定される固定子（１１）と、固定子（１１）の外周側で回転する回転子とを備え、固定子（１１）は、径方向にずらして外周側スロット（４ａ）及び内周側スロット（４ｂ）が配置され、内周側スロット（４ｂ）に通じるスリット部が外縁部から設けられた固定子鉄心（４）と、外周側スロット（４ａ）に配置された主巻線（１）及び内周側スロット（４ｂ）に配置された補助巻線（２）と、主巻線（１）及び補助巻線（２）と固定子鉄心（４）とを絶縁するインシュレータ（３）とを備え、インシュレータ（３）は、固定子鉄心（４）のシャフトの軸方向の端部を覆う平面部（３ａ）と、固定子鉄心（４）とは反対方向に向けて平面部（３ａ）から突出し、スリット部の少なくとも一部分に沿って外縁部から延びるリブ（５）とを有し、主巻線（１）は、リブ（５）の上から固定子鉄心（４）に巻かれている。

Description

アウターロータ型電動機及び天井扇風機

　本発明は、固定子の外周側に回転子が配置されるアウターロータ型電動機及びこれを備えた天井扇風機に関する。

　アウターロータ型電動機は、回転子の内周側に固定子が配置されるため、固定子の外周側から巻線を巻くことができ、インナーロータ型と比較して巻線を巻くのが容易である。

　また、アウターロータ型電動機は、スロットを径方向にずらして配置することにより、相ごとの巻線を径方向にずらして配置することができ、巻線スペースを大きく確保できる。例えば、単相モータの場合は、主巻線を外周側に配置し、補助巻線を内周側に配置する二列配置となっている。アウターロータ型電動機は、天井扇風機に広く用いられている。

　特許文献１には、鉄心と巻線との絶縁をプラスチック成型品であるインシュレータで行うアウターロータ型電動機が開示されている。インシュレータを用いることにより、鉄心と巻線とを近づけてコイルエンドを小さくし、モータ効率を高めることができる。特許文献１に開示されるアウターロータ型電動機は、固定子と回転子との隙間を確保するために固定子の外周側面にはインシュレータを配置しておらず鉄心が露出している。このため、特許文献１に開示されるアウターロータ型電動機は、固定子の外周側面と巻線との絶縁距離を確保する必要がある。特許文献１に開示されるアウターロータ型電動機は、固定子の外周側面と巻線との絶縁距離を確保するために、コイルエンドに対向する壁を設けている。

特許第５９８７１６１号公報

　スロットを径方向にずらして配置するアウターロータ型電動機の固定子は、外周側面に内周側スロットのスリット部を設ける必要があり、スリット部の部分ではコイルエンドに対向する壁を設けることはできない。

　このため、特許文献１に開示されるアウターロータ型電動機は、内周側スロットのスリット部に設けた壁よりも内周側に巻線を巻いて、巻線を固定子の外周側面から径方向に遠ざけることにより固定子の外周側面と巻線との絶縁距離を確保している。しかし、特許文献１に開示されるアウターロータ型電動機は、スリット部に壁を設けた部分には巻線を巻くことができないため、巻線スペースが減少し、モータ効率が低下してしまう。

　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、モータ効率が低下することを抑えつつ、固定子の外周側面と巻線との絶縁距離を確保したアウターロータ型電動機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、本発明は、シャフトが固定される固定子と、固定子の外周側で回転する回転子とを備える。固定子は、ティースの先端が分岐しており、径方向にずらして複数のスロットが配置され、内周側のスロットに通じるスリット部が外縁部から設けられた固定子鉄心と、スロットに配置された巻線と、固定子鉄心に取り付けられて、巻線と固定子鉄心とを絶縁するインシュレータとを備える。インシュレータは、固定子鉄心のシャフトの軸方向の端部を覆う平面部と、平面部の外縁部に形成され、平面部から固定子鉄心とは反対方向に向けて突出し、スリット部の少なくとも一部分に沿って外縁部から延びるリブとを有する。巻線は、リブの上から固定子鉄心に巻かれている。

　本発明に係るアウターロータ型電動機は、モータ効率が低下することを抑えつつ、固定子の外周側面と巻線との絶縁距離を確保できるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係るアウターロータ型電動機の斜視図 実施の形態１に係るアウターロータ型電動機の断面図 実施の形態１に係るアウターロータ型電動機の固定子の斜視図 実施の形態１に係るアウターロータ型電動機の固定子を一部の巻線を省略して示す斜視図 実施の形態１に係るアウターロータ型電動機のインシュレータの正面図 実施の形態１に係るアウターロータ型電動機のインシュレータの成形時の状態を示す斜視図 本発明の実施の形態２に係るアウターロータ型電動機の固定子を一部の巻線を省略して示す斜視図 実施の形態２に係るアウターロータ型電動機の外周側スロットでの断面斜視図 本発明の実施の形態３に係る天井扇風機の側面図

　以下に、本発明の実施の形態に係るアウターロータ型電動機及び天井扇風機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、本発明の実施の形態１に係るアウターロータ型電動機の斜視図である。図２は、実施の形態１に係るアウターロータ型電動機の断面図である。図２は、図１中のII-II線に沿った断面を示している。アウターロータ型電動機１０は、固定子１１にシャフト１３が固定されており、固定子１１の外周側で回転子１２が回る電動機である。固定子１１及び回転子１２は、筐体１４に収容されている。

　図３は、実施の形態１に係るアウターロータ型電動機の固定子の斜視図である。図４は、実施の形態１に係るアウターロータ型電動機の固定子を一部の巻線を省略して示す斜視図である。固定子鉄心４は、ティースの先端が分岐しており、主巻線１を配置する外周側スロット４ａと補助巻線２を配置する内周側スロット４ｂとが径方向にずらして配置されている。固定子鉄心４は、内周側スロット４ｂに通じるスリット部６が外縁部から設けられている。主巻線１は外周側スロット４ａに配置されており、補助巻線２は内周側スロット４ｂに配置されている。固定子鉄心４に取り付けられたインシュレータ３の上に補助巻線２が直に巻き付けられている。主巻線１は、補助巻線２が内周側スロット４ｂに巻き付けられた後でインシュレータ３の上から外周側スロット４ａに直接巻き付けられている。インシュレータ３は、固定子鉄心４に取り付けられて、主巻線１及び補助巻線２と固定子鉄心４とを絶縁している。インシュレータ３は、固定子鉄心４のシャフト１３の軸方向の端部を覆う平面部３ａを有する。

　インシュレータ３の平面部３ａには、平面部３ａから固定子鉄心４とは反対方向に向けて突出し、外縁部から内周側スロット４ｂのスリット部６に沿って延びるリブ５が設けられている。リブ５は、固定子１１の外周側ほど平面部３ａからの突出量が高いテーパ形状となっている。主巻線１は、リブ５の上から外周側スロット４ａに巻き付けられている。

　インシュレータ３の平面部３ａにリブ５が設けられているため、主巻線１は、シャフト１３の軸方向において固定子１１の外周側面１１ａから離れている。リブ５は、固定子１１の外周側ほど平面部３ａからの突出量が大きいテーパ形状であるため、主巻線１は、固定子１１の外周側ほどシャフト１３の軸方向において固定子１１の外周側面１１ａから離れている。

　リブ５がテーパ形状であるため、主巻線１をリブ５の上に容易に載せることができ、主巻線１をインシュレータ３の上から固定子鉄心４に巻き付ける作業の作業性は損なわれていない。

　また、インシュレータ３は、外周側スロット４ａのスリット部９に、外周側面１１ａ側から内周側に向かって延びる絶縁突起７が設けられている。インシュレータ３の外周側スロット４ａのスリット部９に絶縁突起７が設けられていることにより、外周側スロット４ａ内の主巻線１と固定子１１の外周側面１１ａとの絶縁距離が確保されている。したがって、外周側スロット４ａ内に主巻線１を覆うフィルムを配置しなくても、外周側スロット４ａ内の主巻線１と固定子１１の外周側面１１ａとを絶縁できる。

　図５は、実施の形態１に係るアウターロータ型電動機のインシュレータの正面図である。図６は、実施の形態１に係るアウターロータ型電動機のインシュレータの成形時の状態を示す斜視図である。インシュレータ３は、プラスチック成型品であり、成形用のゲート８は、リブ５の内周側の端部よりも外縁部寄りに配置されている。インシュレータ３がプラスチック成型品である場合、主巻線１が巻かれる外周に近い部分にゲート８を設ける方が成型性に優れるが、ゲート８の部分にバリが残っていると、巻線の絶縁被覆を損傷させる原因となる。実施の形態１に係るアウターロータ型電動機１０は、リブ５の上から主巻線１を巻くため、インシュレータ３のゲート８の部分にバリが残っていても、主巻線１の絶縁被覆に傷が付きにくい。

　実施の形態１に係るアウターロータ型電動機１０は、内周側スロット４ｂのスリット部６に沿ってインシュレータ３の平面部３ａに形成されたリブ５の上から主巻線１を固定子鉄心４に巻くため、モータ効率が低下することを抑えつつ、固定子１１の外周側面１１ａと主巻線１との絶縁を図ることができる。

実施の形態２．
　図７は、本発明の実施の形態２に係るアウターロータ型電動機の固定子を一部の巻線を省略して示す斜視図である。図８は、実施の形態２に係るアウターロータ型電動機の外周側スロットでの断面斜視図である。実施の形態２に係るアウターロータ型電動機１０の固定子１１は、内周側スロット４ｂのスリット部６全体に沿ってリブ５が設けられている。実施の形態２において、リブ５は、テーパ形状ではなく、内周側から外周側にかけて平面部３ａからの突出量が一定である。すなわち、リブ５の稜線は、インシュレータ３の平面部３ａと平行である。この他は、実施の形態１に係るアウターロータ型電動機１０と同様である。実施の形態２では、上記の実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１とは異なる構成について主に説明する。

　実施の形態２に係るアウターロータ型電動機１０は、内周側スロット４ｂのスリット部６全体に沿ったリブ５が設けられているため、主巻線１全体がインシュレータ３の平面部３ａから浮いた状態で配置される。したがって、内周側スロット４ｂのスリット部６と主巻線１との間には、シャフト１３の軸方向に沿って絶縁距離が確保されるため、内周側スロット４ｂのスリット部６において固定子鉄心４をインシュレータ３で覆わずに露出させることができる。

　実施の形態２に係るアウターロータ型電動機１０は、内周側スロット４ｂのスリット部６にインシュレータ３を配置する必要がないため、内周側スロット４ｂのスリット部６又は外周側スロット４ａの巻線スペースを広げることができる。

実施の形態３．
　図９は、本発明の実施の形態３に係る天井扇風機の側面図である。天井扇風機１２０は、実施の形態１又は実施の形態２にかかるアウターロータ型電動機１０を備えている。実施の形態３では、上記の実施の形態１，２と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１とは異なる構成について主に説明する。

　天井扇風機１２０は、天井から吊り下げられて設置される。天井扇風機１２０は、アウターロータ型電動機１０と、アウターロータ型電動機１０の駆動を受けて回転する複数の翼部５１とを備える。アウターロータ型電動機１０と複数の翼部５１とは、天井扇風機１２０の本体を構成する。アウターロータ型電動機１０の下側は、カバー５２によって覆われている。シャフト１３は、中空の棒である。シャフト１３は、天井扇風機１２０の本体を支持する。シャフト１３には、アウターロータ型電動機１０を支持する支持軸が繋がれている。シャフト１３の上端は、固定部５４において天井に固定されている。商用電源に接続された電源線は、天井からシャフト１３の内部を通されて、アウターロータ型電動機１０の電源回路に接続されている。図９では、商用電源及び電源回路の図示を省略している。

　実施の形態３によれば、天井扇風機１２０は、実施の形態１又は実施の形態２に係るアウターロータ型電動機１０を備えることで、高性能かつ高品質にでき、かつ製造コストの低減が可能となる。

　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

　１　主巻線、２　補助巻線、３　インシュレータ、３ａ　平面部、４　固定子鉄心、４ａ　外周側スロット、４ｂ　内周側スロット、５　リブ、６，９　スリット部、７　絶縁突起、８　ゲート、１０　アウターロータ型電動機、１１　固定子、１１ａ　外周側面、１２　回転子、１３　シャフト、１４　筐体、５１　翼部、５２　カバー、５４　固定部、１２０　天井扇風機。

Claims (7)

1. 　シャフトが固定される固定子と、前記固定子の外周側で回転する回転子とを備え、
   　前記固定子は、
   　ティースの先端が分岐しており、径方向にずらして複数のスロットが配置され、内周側の前記スロットに通じるスリット部が外縁部から設けられた固定子鉄心と、
   　前記スロットに配置された巻線と、
   　前記固定子鉄心に取り付けられて、前記巻線と前記固定子鉄心とを絶縁するインシュレータとを備え、
   　前記インシュレータは、前記固定子鉄心の前記シャフトの軸方向の端部を覆う平面部と、前記平面部の外縁部に形成され、前記平面部から前記固定子鉄心とは反対方向に向けて突出し、前記スリット部の少なくとも一部分に沿って外縁部から延びるリブとを有し、
   　前記巻線は、前記リブの上から前記固定子鉄心に巻かれていることを特徴とするアウターロータ型電動機。
2. 　前記リブは、外周側ほど前記平面部からの突出量が大きいことを特徴とする請求項１に記載のアウターロータ型電動機。
3. 　前記巻線が、前記インシュレータに直に巻かれていることを特徴とする請求項１又は２に記載のアウターロータ型電動機。
4. 　内周側の前記スロットの前記スリット部の少なくとも一部において、前記固定子鉄心が露出していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のアウターロータ型電動機。
5. 　前記インシュレータは、外周側の前記スロットの前記スリット部に、内周側に向かって延びる絶縁突起を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のアウターロータ型電動機。
6. 　前記インシュレータは、プラスチック成型品であり、成形用のゲートは、前記リブの内周側の端部よりも外縁部寄りに配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のアウターロータ型電動機。
7. 　請求項１から６のいずれか１項に記載のアウターロータ型電動機を備えた天井扇風機。

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