JP2019103281A - モータおよびこのモータを用いた送風機 - Google Patents
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Abstract
【課題】内部で発火しても外部への延焼を抑制できるモータを提供する。【解決手段】モータ(3)は、ステータコア(11)と、ステータコア(11)に巻回されたコイル(12)とを有するステータ(10)と、ステータ(10)の径方向外側に回転可能に配置された円筒状のロータ(20)と、ステータ(10)の径方向内側に回転可能に配置され、ロータ(20)に連結したシャフト(60)と、ステータ(10)を覆う樹脂モールド部(30)と、樹脂モールド部(30)内かつコイル(12)に対して軸方向の一方側に配置されて、コイル(12)の少なくとも一部を覆う難燃性の防火板(50)とを備える。防火板(50)は、樹脂モールド部(30)よりも高い強度を有する。【選択図】図1
Description
本発明は、モータおよびこのモータを用いた送風機に関する。
従来のモータとしては、ステータコアにコイルを巻回したステータと、ステータの外周を回転するロータとを備え、ステータがモールド樹脂で覆われたものがある(特許文献1参照)。
しかし、上記従来のモータでは、異常によりコイルが万が一発火した場合、モールド樹脂内部の内圧が上昇してモールド樹脂にクラックが発生し、そのクラックを介してモータの外部へ延焼する恐れがある。
この発明の課題は、内部で発火しても外部への延焼を抑制できるモータを提供することである。
この発明の一態様に係るモータは、
ステータコアと、上記ステータコアに巻回されたコイルとを有するステータと、
上記ステータの径方向外側に回転可能に配置された円筒状のロータと、
上記ステータの径方向内側に回転可能に配置され、上記ロータに連結したシャフトと、
上記ステータを覆う樹脂モールド部と、
上記樹脂モールド部内かつ上記コイルに対して軸方向の一方側に配置されて、上記コイルの少なくとも一部を覆う難燃性の防火板と
を備え、
上記防火板は、上記樹脂モールド部よりも高い強度を有することを特徴とする。
ステータコアと、上記ステータコアに巻回されたコイルとを有するステータと、
上記ステータの径方向外側に回転可能に配置された円筒状のロータと、
上記ステータの径方向内側に回転可能に配置され、上記ロータに連結したシャフトと、
上記ステータを覆う樹脂モールド部と、
上記樹脂モールド部内かつ上記コイルに対して軸方向の一方側に配置されて、上記コイルの少なくとも一部を覆う難燃性の防火板と
を備え、
上記防火板は、上記樹脂モールド部よりも高い強度を有することを特徴とする。
上記構成によれば、コイルが万が一発火し、コイルを覆う樹脂モールド部にクラックが発生した場合であっても、樹脂モールド部よりも高い強度を有する防火板は破損し難い。防火板は、難燃性であり、コイルの少なくとも一部を覆っているため、コイルが発火しても、樹脂モールド部の内部から軸方向の一方側の外部への延焼を抑制できる。
一実施形態のモータでは、
上記防火板は、径方向外側の端部において、径方向外側かつ軸方向の他方側に向かって延びている。
上記防火板は、径方向外側の端部において、径方向外側かつ軸方向の他方側に向かって延びている。
上記実施形態によれば、防火板は、コイルで発生した火炎が樹脂モールド部から軸方向の一方側への漏出することを規制し、径方向外側かつ軸方向の他方側へ漏出するように誘導する。このため、防火板は、コイルが発火しても、樹脂モールド部の内部から軸方向の一方側の外部への延焼を抑制できる。
一実施形態のモータでは、
上記ロータと上記シャフトとを連結する連結部を備え、
上記防火板は、上記ステータに対して上記連結部とは反対側に配置されている。
上記ロータと上記シャフトとを連結する連結部を備え、
上記防火板は、上記ステータに対して上記連結部とは反対側に配置されている。
一実施形態のモータでは、
上記連結部は、上記ロータの一方の開口を覆うように円板形状に形成されている。
上記連結部は、上記ロータの一方の開口を覆うように円板形状に形成されている。
上記実施形態によれば、円筒状のロータの一方の開口が連結部によって覆われているので、ロータの一方の開口からのモータの外部への延焼を抑制できる。
一実施形態のモータでは、
上記防火板は、金属板である。
上記防火板は、金属板である。
この発明の一態様に係る送風機は、
上記モータと、上記モータの上記シャフトに連結されたファンとを備える。
上記モータと、上記モータの上記シャフトに連結されたファンとを備える。
この構成によれば、モータのコイルが万が一発火した場合でも、ファンへの延焼が抑制される。
以上より明らかなように、この発明によれば、ステータを覆う樹脂モールド部内に、コイルの一部を覆うように防火板が配置されているため、コイルが万が一発火しても外部への延焼を抑制できる。
以下、本発明の実施形態に係る送風機を添付図面を参照して説明する。
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係る送風機1の縦断面図である。
図1は、本発明の第1実施形態に係る送風機1の縦断面図である。
図1を参照すると、送風機1は、ファン2と、ファン2を回転駆動するモータ3とを備える。以下の説明において、「軸方向」とはモータ3の中心軸方向を示し、「径方向」とはモータ3の中心軸を中心とする径方向を示し、「周方向」とはモータ3の中心軸を中心とする周方向を示す場合がある。
ファン2は、軸流ファンであり、可燃性であってもよい。なお、図1において、ファン2は模式的に示されており、実際の大きさとは異なる場合がある。
モータ3は、アウターロータ型である。モータ3は、ステータ10と、ロータ20と、樹脂モールド部30と、結線板40と、防火板50と、シャフト60と、連結部70と、カバー80とを備える。
ステータ10は、ステータコア11と、ステータコア11に巻回されたコイル12と、ステータコア11とコイル12との間に設けられたインシュレータ13とを備える。ステータコア11は、導電性を有する軟磁性体からなる積層鋼板で形成されており、複数のティース11aを備える。コイル12は、エナメル樹脂のような絶縁材料で被覆された銅線であり、径方向に沿う軸を巻回軸としてステータコア11のティース11aに巻回されている。インシュレータ13は、絶縁性の樹脂材料により形成されており、コイル12を流れる電流がステータコア11に伝わらないようにステータコア11とコイル12との間を絶縁している。
ロータ20は、円筒状であり、ステータ10の径方向外側に回転可能に配置されている。ロータ20は、プラスチックマグネットからなり、難燃性である。ロータ20は、周方向においてN極とS極が交互に配置されるように多極着磁されている。
樹脂モールド部30は、ステータ10と、結線板40と、防火板50とを覆っている。樹脂モールド部30は、ロータ20の径方向内側の領域に対向してステータ10を覆う本体31と、ロータ20の径方向外側に配置されてロータ20を径方向外側から囲む外郭32とを備える。樹脂モールド部30は、熱硬化性樹脂材料であるBMC(Bulk Molding Compound)で形成されている。このBMCは、不飽和ポリエステル樹脂を主成分として水酸化アルミニウムなどの難燃剤が添加された樹脂材料であり、UL94V−0以上の難燃グレードであれば好ましい。また、樹脂モールド部30の本体31は、第1薄肉領域31aと、第2薄肉領域31bと、第3薄肉領域31cとを備える。第1薄肉領域31aは、ステータコア11に対して径方向内側に形成される。第2薄肉領域31bは、コイル12に対して軸方向の他方側(図1において下側)に形成される。第3薄肉領域31cは、インシュレータ13及び結線板40に対して径方向外側に形成される。本体31の第1薄肉領域31a、第2薄肉領域31b、及び第3薄肉領域31cでは、他の部分と比較して肉厚が薄くなっている。
結線板40は、樹脂モールド部30内かつステータ10に対して軸方向の一方側に配置されている。結線板40は、コイル12の図示しない巻始め及び巻終わりの引出線が接続されている。また、結線板40は、図示しないリード線が接続されており、上記リード線によって電源などの外部機器に接続されている。
シャフト60は、円柱状であり、金属からなる。シャフト60は、軸方向の一方側の端部(図1において上側の端部)において、ファン2が連結されている。シャフト60は、軸方向の他方側の端部(図1において下側の端部)において、連結部70が固定されている。シャフト60は、樹脂モールド部30に固定された軸受61によって、樹脂モールド部30に対して回転可能に支持されている。軸受61は、金属製の玉軸受である。
カバー80は、樹脂モールド部30の外郭32に取り付けられており、樹脂モールド部30と同様にBMCから形成されている。カバー80は、連結部70を軸方向の他方側から覆うように配置されている。
図2は、モータ3の上面図である。図2において、図1と同一の構成部には同一の参照符号を付している。なお、図2において、シャフト60、及び軸受61は、省略されている。
図2を参照すると、防火板50は、径方向に延びる略円板状である。防火板50は、難燃性の金属板であり、樹脂モールド部30よりも高い強度を有している。図1を併せて参照すると、防火板50は、樹脂モールド部30内かつステータ10の軸方向の一方側(図1において上側)に配置されており、ステータ10のコイル12の一部を覆っている。防火板50は、径方向外側の端部において、径方向外側かつ軸方向の他方側(図1において下側)に向かって屈曲している。具体的には、防火板50は、環状の第1部分50aと、第1部分50aの径方向外側の端部から径方向外側かつ軸方向の他方側に延びる第2部分50bと、第2部分50bの径方向外側の端部から径方向外側に延びる環状の第3部分50cとを備える。
図3は、ロータ20と、シャフト60と、連結部70の斜視図である。図3において、図1及び図2と同一の構成部には同一の参照符号を付している。
図1及び図3を参照すると、連結部70は、ロータ20とシャフト60とを連結し、ロータ20の一方(図1において下側)の開口を覆うように円板形状に形成されている。連結部70は、ロータ20と一体に成形されており、同様にプラスチックマグネットからなる。連結部70は、シャフト60と取り付ける有底円筒形状のシャフト取付部71と、シャフト取付部71から径方向外側に延びる円板状のフランジ部72とを備える。連結部70のシャフト取付部71は、シャフト60の軸方向の他方の端部(図1において下側の端部)に固定されている。すなわち、防火板50は、ステータ10に対して連結部70とは反対側に配置されている。また、連結部70のフランジ部72の径方向外側の端部は、ロータ20の軸方向の他方側(図1において下側)の端部と固定されている。
このようなモータ3では、ステータ10のコイル12が万が一発火した場合であっても、ステータ10が難燃性の樹脂モールド部30によって覆われているため、コイル12で発生した火炎は、樹脂モールド部30の内部から外部へと漏出し難い。
しかし、コイル12で発生した火炎に起因する樹脂モールド部30内の温度上昇によって、樹脂モールド部30内の内圧が上昇することで樹脂モールド部30にクラックが発生することがある。樹脂モールド部30に万が一クラックが発生した場合、そのクラックを介して樹脂モールド部30内から外部へ延焼することがある。ここで、樹脂モールド部30には第1薄肉領域31a、第2薄肉領域31b、及び第3薄肉領域31cが設けられているので、クラックは、第1薄肉領域31a、第2薄肉領域31b、第3薄肉領域31cのいずれかで発生しやすい。
第1薄肉領域31aにクラックが発生した場合、コイル12で発生した火炎は、第1薄肉領域31aに発生したクラックを介して、樹脂モールド部30の内部から、樹脂モールド部30、シャフト60、及び軸受61に囲まれた空間に漏出する。樹脂モールド部30、シャフト60、及び軸受61は、難燃性であるため、コイル12で発生した火炎がクラックを介して樹脂モールド部30の外部に漏出しても、モータ3の外部への延焼を抑制する。
第2薄肉領域31bにクラックが発生した場合、コイル12で発生した火炎は、第2薄肉領域31bに発生したクラックを介して、樹脂モールド部30の内部から、樹脂モールド部30、ロータ20、及び連結部70に囲まれた空間に漏出する。樹脂モールド部30、ロータ20、及び連結部70は、難燃性であるため、コイル12で発生した火炎がクラックを介して樹脂モールド部30の外部に漏出しても、モータ3の外部への延焼を抑制する。
ここで、連結部70は、円筒状のロータ20の一方(図1において下側)の開口を覆うように円板形状に形成されているので、ロータ20の一方の開口から外部への延焼を抑制できる。
第3薄肉領域31cにクラックが発生した場合、コイル12で発生した火炎は、第3薄肉領域31cに発生したクラックを介して、樹脂モールド部30の内部から、ロータ20、樹脂モールド部30の外郭32、及びカバー80で囲まれた空間に漏出する。ロータ20、樹脂モールド部30の外郭32、及びカバー80は難燃性であるため、コイル12が発生した火炎がクラックを介して漏出しても、モータ3の外部への延焼を抑制する。
また、ステータ10のコイル12が万が一発火し、ステータ10に対して軸方向の一方側(図1において上側)の樹脂モールド部30にクラックが発生した場合であっても、樹脂モールド部30よりも高い強度を有する防火板50は破損し難い。防火板50は、コイル12の少なくとも一部を覆っており、難燃性であるため、コイル12が発火しても、樹脂モールド部30内から軸方向の一方側の外部への延焼を抑制できる。
ここで、前述したように、防火板50の第2部分50bは、径方向外側かつ軸方向の他方側(図1において下側)に向かって延びている。防火板50は、第3薄肉領域31cに発生したクラックを介して、火炎が軸方向の一方側へと漏出することを規制するとともに、ロータ20、樹脂モールド部30の外郭32、及びカバー80で囲まれた空間へと火炎を誘導する。このため、コイル12が発火しても、樹脂モールド部30の内部から軸方向の一方側の外部への延焼を更に抑制できる。
この構成によれば、モータ3のコイル12が万が一発火した場合、防火板50は、樹脂モールド部30の内部から軸方向の一方側(図1において上側)へ火炎が漏出することを抑制するため、ファン2が可燃性材料から形成されていても、外部への延焼が抑制される。
[第2実施形態]
この発明の第2実施形態に係る送風機1は、防火板50の形状を除いて第1実施形態と同一の構成をしている。図4は、第2実施形態の送風機1の縦断面図である。図4において、図1〜図3と同一の構成部には、同一の参照符号を付している。
この発明の第2実施形態に係る送風機1は、防火板50の形状を除いて第1実施形態と同一の構成をしている。図4は、第2実施形態の送風機1の縦断面図である。図4において、図1〜図3と同一の構成部には、同一の参照符号を付している。
図4を参照すると、防火板50の第1部分50aは、ステータ10のコイル12を軸方向の一方側(図4において上側)から覆っている。また、防火板50は、第1部分50aの径方向内側の端部から軸方向の一方側に延びる円筒状の第4部分50dと、第4部分50dの軸方向の一方側の端部から径方向内側に延びる環状の第5部分50eとを更に備える。
上記第2実施形態では、第1実施形態と同様の作用効果を奏する。
[第3実施形態]
この発明の第3実施形態に係る送風機1は、モータ3が外部に露出した外部防火板51を備える点を除いて第1実施形態と同一の構成をしている。図5は、第3実施形態の送風機の縦断面図である。図5において、図1〜図3と同一の構成部には、同一の参照符号を付している。
この発明の第3実施形態に係る送風機1は、モータ3が外部に露出した外部防火板51を備える点を除いて第1実施形態と同一の構成をしている。図5は、第3実施形態の送風機の縦断面図である。図5において、図1〜図3と同一の構成部には、同一の参照符号を付している。
図5を参照すると、モータ3は、外部防火板51を備える。外部防火板51は、樹脂モールド部30と一体に成形された金属板である。外部防火板51は、略円筒状であり、樹脂モールド部30の外面かつコイル12に対して軸方向の一方側に配置されている。また、外部防火板51は、防火板50に対して径方向内側に配置されている。
第3実施形態では、第1実施形態と同様の作用効果を奏する。
[第4実施形態]
この発明の第4実施形態に係る送風機1は、連結部70の形状を除いて第1実施形態と同一の構成をしている。図6は、第4実施形態の連結部70の斜視図である。図6において、図3と同一の構成部には、同一の参照符号を付している。
この発明の第4実施形態に係る送風機1は、連結部70の形状を除いて第1実施形態と同一の構成をしている。図6は、第4実施形態の連結部70の斜視図である。図6において、図3と同一の構成部には、同一の参照符号を付している。
図6を参照すると、連結部70のフランジ部72は、周方向に等間隔に配置された複数の貫通孔72aを備える。
第4実施形態では、第1実施形態と同様の作用効果を奏する。なお、カバー80が連結部70を軸方向の他方側から覆っており、難燃性であるため、例えば、樹脂モールド部30の第2薄肉領域31bにクラックが発生した場合であっても、モータ3の外部への延焼を抑制できる。
以上、実施形態を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
例えば、上記第1〜第4実施形態では、ロータ20はプラスチックマグネットからなっていたが、これに限定されず、焼結マグネットであってもよい。
また、上記第1〜第4実施形態では、シャフト60の軸方向の一方の端部にのみファン2が取り付けられていたが、シャフト60の軸方向の両側の端部にファン2を取り付けてもよい。すなわち、モータ3は、片軸モータに限定されず、両軸モータであってもよい。
また、上記第1から第4実施形態では、防火板50は、第1部分50a、第2部分50b、及び第3部分50cを備えていたが、これに限定されず、環状であってもよい。
1…送風機
2…ファン
3…モータ
10…ステータ
11…ステータコア
11a…ティース
12…コイル
13…インシュレータ
20…ロータ
30…樹脂モールド部
31…本体
31a…第1薄肉領域
31b…第2薄肉領域
31c…第3薄肉領域
32…外郭
40…結線板
50…防火板
50a…第1部分
50b…第2部分
50c…第3部分
50d…第4部分
50e…第5部分
51…外部防火板
60…シャフト
61…軸受
70…連結部
71…シャフト取付部
72…フランジ部
80…カバー
2…ファン
3…モータ
10…ステータ
11…ステータコア
11a…ティース
12…コイル
13…インシュレータ
20…ロータ
30…樹脂モールド部
31…本体
31a…第1薄肉領域
31b…第2薄肉領域
31c…第3薄肉領域
32…外郭
40…結線板
50…防火板
50a…第1部分
50b…第2部分
50c…第3部分
50d…第4部分
50e…第5部分
51…外部防火板
60…シャフト
61…軸受
70…連結部
71…シャフト取付部
72…フランジ部
80…カバー
Claims (6)
- ステータコア(11)と、上記ステータコアに巻回されたコイル(12)とを有するステータ(10)と、
上記ステータ(10)の径方向外側に回転可能に配置された円筒状のロータ(20)と、
上記ステータ(10)の径方向内側に回転可能に配置され、上記ロータ(20)に連結したシャフト(60)と、
上記ステータ(10)を覆う樹脂モールド部(30)と、
上記樹脂モールド部(30)内かつ上記コイル(12)に対して軸方向の一方側に配置されて、上記コイル(12)の少なくとも一部を覆う難燃性の防火板(50)と
を備え、
上記防火板(50)は、上記樹脂モールド部(30)よりも高い強度を有することを特徴とする、モータ(3)。 - 請求項1に記載のモータ(3)であって、
上記防火板(50)は、径方向外側の端部において、径方向外側かつ軸方向の他方側に向かって延びていることを特徴とする、モータ(3)。 - 請求項1又は2に記載のモータ(3)であって、
上記ロータ(20)と上記シャフト(60)とを連結する連結部(70)を備え、
上記防火板(50)は、上記ステータ(10)に対して上記連結部(70)とは反対側に配置されていることを特徴とする、モータ(3)。 - 請求項3に記載のモータ(3)であって、
上記連結部(70)は、上記ロータ(20)の一方の開口を覆うように円板形状に形成されていることを特徴とする、モータ(3)。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載のモータ(3)であって、
上記防火板(50)は、金属板であることを特徴とする、モータ(3)。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載のモータ(3)と、上記モータ(3)の上記シャフト(60)に連結されたファン(2)とを備えることを特徴とする、送風機(1)。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021106949A1 (ja) | 2019-11-29 | 2021-06-03 | ダイキン工業株式会社 | モータ、モータ組立体、及び、空気調和装置 |
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2017
- 2017-12-04 JP JP2017232859A patent/JP2019103281A/ja active Pending
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WO2021106949A1 (ja) | 2019-11-29 | 2021-06-03 | ダイキン工業株式会社 | モータ、モータ組立体、及び、空気調和装置 |
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