JP7138599B2 - 電動機、換気扇、送風機、および扇風機 - Google Patents

Description

本発明は、２重ブラケット構造を有する電動機、換気扇、送風機、および扇風機に関する。

従来、コンデンサおよび駆動回路などを内蔵した電動機が知られている。例えば、特許文献１には、回転軸に取り付けられる回転子と、回転子の外周に間隔を空けて対向する固定子と、互いに連結されて形成される内部空間に回転子および固定子を収納するフレームおよびブラケットとを有する電動機本体を備える電動機が開示されている。

特許文献１に記載の電動機は、ブラケットの外壁面に取り付けられる端子台を有しており、かかる端子台にはコンデンサおよび駆動回路を含む搭載部品が配置される。そして、これら端子台および搭載部品はカバーによって覆われる。このように電動機本体の外殻としてブラケットを用い電動機の外殻としてカバーを用いる構造を２重ブラケット構造と呼ぶ。

特開２００６－３１４１６６号公報

電動機の内部には、電動機の外部との温度差により結露水が溜まる可能性がある。結露水が電動機の内部に溜まり続けると、漏電などによって電動機が故障する場合がある。そのため、一般に電動機には結露水を排出する構造が設けられている。２重ブラケット構造を採用した電動機において、フレームの天壁部または側壁部にドレン孔を設けることで、固定子収納空間のうち負荷側の結露水を排出することができる。固定子収納空間は、電動機本体における固定子の収納空間である。

しかしながら、２重ブラケット構造を採用した電動機では、ブラケットの外側に外殻のカバーがあるため、ブラケットの天壁部または側壁部にドレン孔を設けても、固定子収納空間の反負荷側の結露水を電動機の外部に排出することが難しい場合がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、２重ブラケット構造を採用した電動機であって固定子収納空間の反負荷側の結露水を外部に排出することができる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、本発明の電動機は、電動機本体と、端子台と、カバーとを備える。電動機本体は、回転軸に取り付けられる回転子と、回転子の外周に間隔を空けて対向する固定子と、互いに連結されて形成される内部空間に回転子および固定子を収納する、円盤状の底壁部と円筒状の第１側壁部と第１フランジ部とを有するフレームおよび円盤状の第１天壁部と円筒状の第２側壁部と第２フランジ部とを有するブラケットと、を有し、第１フランジ部と第２フランジ部とが締結される。端子台は、ブラケットの第１天壁部の外壁面に取り付けられ、コンデンサおよび駆動回路を含む搭載部品が配置される。カバーは、円盤状の第２天壁部と筒状の第３側壁部と第２フランジ部に締結される第３フランジ部とを有し、端子台および搭載部品を覆う。ブラケットの第２フランジ部には、結露水を排出するドレン孔が形成される。ブラケットの円筒状の第２側壁部の外周面とカバーの円筒状の第３側壁部の内周面とが間隔を空けて配置され、ブラケットの第２側壁部の外周面とカバーの第３側壁部の内周面との間に形成される円筒状の隙間が結露水の排出経路の一部を形成する。

本発明によれば、２重ブラケット構造を採用した電動機であって固定子収納空間の反負荷側の結露水を外部に排出することができる、という効果を奏する。

本発明の実施の形態１にかかる電動機の断面の一部を示す模式図 実施の形態１にかかる電動機のフレームの外観斜視図 実施の形態１にかかる電動機のブラケットの外観斜視図 実施の形態１にかかる電動機からの結露水の排出を説明するための図 図４の部分拡大図 実施の形態１にかかる電動機のブラケットにおけるフランジ部の他の例を示す図 図３に示すブラケットに代えて図６に示すブラケットを用いた場合の電動機からの結露水の排出を説明するための図 本発明の実施の形態２にかかる換気扇の断面図

以下に、本発明の実施の形態にかかる電動機、換気扇、送風機、および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にかかる電動機の断面の一部を示す模式図である。図１に示すように、実施の形態１にかかる電動機１００は、固定子鉄心１１と固定子巻線１２とを有する固定子１と、回転子鉄心２１を有する回転子２と、回転子２に取り付けられた回転軸３とを含む電動機本体１１０を備える。固定子巻線１２の巻線方式は、集中巻であるが、分布巻であってもよい。固定子１は、回転子２の外周と間隔を空けて配置される。

固定子鉄心１１および回転子鉄心２１の各々は、複数の電磁鋼板が積層されて形成され、スロットと呼ばれる不図示の貫通孔を有している。回転子鉄心２１のスロットには、アルミダイキャストによって形成された不図示の２次導体が配置されている。また、回転子鉄心２１の中央に設けられた不図示の貫通孔には回転軸３が挿入されている。

固定子１は、固定子巻線１２と固定子鉄心１１とを絶縁する巻枠１３を備える。巻枠１３には、固定子巻線１２のコイル端に基端部が複数巻かれて固定子巻線１２に電気的に接続される導電ピン８が配置されており、導電ピン８は、回転軸３と直交する方向であって固定子１から離れる方向へ延伸している。

電動機本体１１０は、互いに連結されることで形成される内部空間に固定子１および回転子２を収納するフレーム５およびブラケット６を備える。固定子１は、フレーム５内に圧入されてフレーム５の内壁面に固定される。フレーム５およびブラケット６は、電動機本体１１０の外殻部品として電動機本体１１０の外殻を形成する。

また、フレーム５とブラケット６とによって、反負荷側のベアリング４と負荷側のベアリング４とが支持される。具体的には、負荷側のベアリング４は、フレーム５に形成されたベアリングブラケット３０に嵌合または挿入され、フレーム５の内壁面に支持される。また、反負荷側のベアリング４は、ブラケット６に形成されたベアリングブラケット３１に嵌合または挿入され、ブラケット６の内壁面に支持される。

負荷側のベアリング４および反負荷側のベアリング４には回転軸３が挿入されている。これにより、フレーム５とブラケット６とにベアリング４を介して回転軸３が回転可能に支持される。電動機１００は、ブラケット６の外壁面６８に取り付けられる端子台１０を備える。かかる端子台１０には、例えば、コンデンサ４１、電源リード線４２の一端部、各相の結線部、および駆動回路などを含む搭載部品が配置される。駆動回路は、電動機本体１１０を駆動するための駆動回路である。上述した導電ピン８は、ブラケット６に設けられた孔を通じて端子台１０に配置された搭載部品に接続される。

電動機１００は、端子台１０および搭載部品を保護するために、電動機１００の外殻を構成するカバー７を備える。かかるカバー７によって、端子台１０および搭載部品が覆われる。このように、電動機本体１１０の外殻としてブラケット６を用い電動機１００の外殻としてカバー７を用いる構造を２重ブラケット構造と呼ぶ。

電動機１００において、電動機１００の内部と外部との温度差により、電動機１００の内部に結露水が溜まる可能性があり、かかる結露水が電動機１００の内部に溜まり続けると、電動機１００が故障する可能性がある。そこで、電動機１００は、内部に溜まる結露水を排出する構造を有している。

図２は、実施の形態１にかかる電動機のフレームの外観斜視図である。図２に示すように、フレーム５は、円盤状の底壁部５１と、底壁部５１の外周部に一端部が連続する円筒状の側壁部５２と、側壁部５２の他端部に内周部が連続するフランジ部５３とを備える。図２に示すフレーム５では、底壁部５１にドレン孔５４が形成され、側壁部５２にドレン孔５５が形成される。ドレン孔５４，５５は、丸孔に形成されており、結露水を排出する機能を有している。なお、ドレン孔５４，５５の形状および数は図２に示す形状に限定されない。また、フランジ部５３には、ボルトなどの締結具を取り付けるための複数の締結具取付孔５６が形成されている。

図３は、実施の形態１にかかる電動機のブラケットの外観斜視図である。図３に示すように、ブラケット６は、円盤状の天壁部６１と、天壁部６１の外周部に一端部が連続する円筒状の側壁部６２と、側壁部６２の他端部に内周部が連続するフランジ部６３とを備える。図３に示すブラケット６では、フランジ部６３から側壁部６２にかけて切欠状のドレン孔６４が形成される。ドレン孔６４は、半丸孔に形成されており、結露水を排出する機能を有している。なお、ドレン孔６４の形状および数は図３に示す形状に限定されない。例えば、ドレン孔６４は、フランジ部６３のみに形成されてもよい。

また、フランジ部６３には、ボルトなどの締結具を取り付けるための複数の締結具取付孔６５，６６が形成されている。フレーム５のフランジ部５３とブラケット６のフランジ部６３とが突き合わされた状態でブラケット６の締結具取付孔６５とフレーム５の締結具取付孔５６とに締結具が挿入されてフレーム５のフランジ部５３とブラケット６のフランジ部６３とが締結される。また、ブラケット６のフランジ部６３とカバー７とが突き合わされた状態でブラケット６の締結具取付孔６６とカバー７の不図示の締結具取付孔とに締結具が挿入されてブラケット６のフランジ部６３とカバー７とが締結される。

図４は、実施の形態１にかかる電動機からの結露水の排出を説明するための図である。図５は、図４の部分拡大図である。図４に示す電動機１００のカバー７は、円盤状の天壁部７１と、天壁部７１の外周部に一端が連続する筒状の側壁部７２と、側壁部７２の他端に内周部が連続するフランジ部７３とを備える。図４に示すように、フレーム５のフランジ部５３とブラケット６のフランジ部６３とは不図示の締結具で締結された状態であり、ブラケット６のフランジ部６３とカバー７のフランジ部７３とは不図示の締結具で締結された状態である。

図４に示すように、電動機１００において、フレーム５の側壁部５２にはドレン孔５５が形成されており、かかるドレン孔５５から固定子収納空間９０の負荷側に溜まった結露水が電動機１００の外部へ排出される。固定子収納空間９０は、フレーム５とブラケット６とで囲まれる空間であり、固定子収納空間９０の負荷側は、固定子収納空間９０のうちフレーム５側の空間である。

また、図５に示すように、電動機１００には、ブラケット６に形成されたドレン孔６４によってフレーム５の側壁部５２とブラケット６の側壁部６２との間に空隙８０が形成され且つフレーム５のフランジ部５３とカバー７のフランジ部７３との間に空隙８１が形成される。そのため、固定子収納空間９０の反負荷側に溜まった結露水が空隙８０，８１を介して電動機１００の外部へ排出される。固定子収納空間９０の反負荷側は、固定子収納空間９０のうちブラケット６側の空間である。

また、図５に示すように、電動機１００において、ブラケット６の外周面６２ａとカバー７の内周面７２ａとが間隔を空けて配置されており、ブラケット６の外周面６２ａとカバー７の内周面７２ａとの間に空隙８２が形成される。そのため、端子台収納空間９１に溜まった結露水が空隙８２，８１を介して電動機１００の外部へ排出される。端子台収納空間９１は、端子台１０が収納される空間であり、ブラケット６とカバー７とで囲まれた空間である。

ここで、ブラケット６のフランジ部６３にドレン孔６４が形成されていないと仮定した場合の結露水の排出について説明する。図６は、実施の形態１にかかる電動機のブラケットにおけるフランジ部の他の例を示す図である。図６に示すブラケット６Ａは、ドレン孔６４Ａが側壁部６２に形成されるがフランジ部６３に形成されていない点で、図３に示すブラケット６と異なる。

図７は、図３に示すブラケットに代えて図６に示すブラケットを用いた場合の電動機からの結露水の排出を説明するための図である。図７に示す電動機１００Ａは、ブラケット６に代えてブラケット６Ａを備える。ブラケット６Ａには、フランジ部６３にドレン孔が形成されていないため、フレーム５のフランジ部５３とカバー７のフランジ部７３との間にブラケット６のフランジ部６３が介在する。そのため、図７に示す電動機１００Ａでは、図５に示す空隙８１が形成されず、電動機１００Ａの内部の反負荷側空間に溜まった結露水を排出することが難しい。

このように、電動機１００と電動機１００Ａとは、共に２重ブラケット構造が採用されているが、電動機１００は、図３～図５に示すように、ブラケット６のフランジ部６３にドレン孔６４が形成されている。そのため、電動機１００における固定子収納空間９０の反負荷側に溜まった結露水を排出することができる。

また、ブラケット６において、フランジ部６３の厚みが薄くフランジ部６３のみに結露水を排出可能なドレン孔６４が形成できないような場合でも、側壁部６２からフランジ部６３にかけてドレン孔６４を形成することで、結露水を適切に排出することができる。

さらに、電動機１００では、ブラケット６の外周面６２ａとカバー７の内周面７２ａとの間に空隙８２が形成されるため、かかる空隙８２を介して端子台収納空間９１に溜まった結露水を排出することができる。そのため、電動機１００では、カバー７にドレン孔を設けることなく、端子台収納空間９１に溜まった結露水を排出することができるため、電動機１００の安全性を高めることができる。

以上のように、実施の形態１にかかる電動機１００は、電動機本体１１０と、端子台１０と、カバー７とを備える。電動機本体１１０は、回転軸３に取り付けられる回転子２と、回転子２の外周に間隔を空けて対向する固定子１と、互いに連結されて形成される固定子収納空間９０に回転子２および固定子１を収納するフレーム５およびブラケット６とを有する。端子台１０は、ブラケット６の外壁面６８に取り付けられ、コンデンサ４１および駆動回路を含む搭載部品が配置される。カバー７は、端子台１０および搭載部品を覆う。ブラケット６のフランジ部６３には、結露水を排出するドレン孔６４が形成される。これにより、２重ブラケット構造を採用した電動機１００において、固定子収納空間９０の反負荷側の結露水を排出することができる。

また、ドレン孔６４は、ブラケット６のフランジ部６３からブラケット６の側壁部６２にかけて形成される。これにより、例えば、フランジ部６３の厚みが薄い場合であっても、結露水を適切に排出することができる。

また、ブラケット６の外周面６２ａとカバー７の内周面７２ａとが間隔を空けて配置され、ブラケット６の外周面６２ａとカバー７の内周面７２ａとの間に形成される空隙８２が結露水の排出経路の一部を形成する。これにより、２重ブラケット構造を採用した電動機１００において端子台収納空間の結露水を排出することができる。

実施の形態２．
図８は、本発明の実施の形態２にかかる換気扇の断面図である。図８に示すように実施の形態２にかかる換気扇２００は、実施の形態１にかかる電動機１００と、電動機１００の回転軸３に固定される送風ファン２０１と、電動機１００および送風ファン２０１が取り付けられる筐体２０２と、筐体２０２に取り付けられるグリル２０３とを備える。電動機１００と送風ファン２０１とで送風機２１０が構成される。

グリル２０３は、筐体２０２の内部が室内から見えて見栄えが悪くならないようにする意匠部品である。かかるグリル２０３は、筐体２０２が天井板２０４に埋込設置された後、下方から筐体２０２に取り付けられる。

換気扇２００において、電動機１００への通電によって電動機１００が駆動されると、電動機１００の回転軸３に駆動トルクが発生し、回転軸３によって送風ファン２０１が回転する。送風ファン２０１が回転すると、図に矢印で示す空気の流れが発生する。

図８に示すように、電動機１００の外殻は換気扇２００の筐体２０２の外側に突出しているため、電動機１００の体格の増大は換気扇２００の体格の増大につながる。電動機１００は、２重ブラケット構造を採用しているため、コンデンサ４１および駆動回路が電動機１００に内蔵されている。そのため、実施の形態２にかかる換気扇２００は、例えば、コンデンサ４１および駆動回路などを電動機の外部の反負荷側などに配置した構成の換気扇に比べ、本体の省スペース化を図ることができ、スペースの限られた天井裏などにも設置しやすくなる。

上述した例では、電動機１００を各々備える送風機２１０および換気扇２００を説明したが、電動機１００を備える装置は、扇風機であってもよい。例えば、扇風機は、送風機２１０の送風ファン２０１ｂの形状を変え、さらにガード枠を備える構成である。また、電動機１００を備える装置は、換気扇２００、送風機２１０、および扇風機に限定されず、その他の装置であってもよい。

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 固定子、２ 回転子、３ 回転軸、４ ベアリング、５ フレーム、６，６Ａ ブラケット、７ カバー、８ 導電ピン、１０ 端子台、１１ 固定子鉄心、１２ 固定子巻線、１３ 巻枠、２１ 回転子鉄心、３０，３１ ベアリングブラケット、４１ コンデンサ、４２ 電源リード線、５１ 底壁部、５２，６２，７２ 側壁部、５３，６３，７３ フランジ部、５４，５５，６４，６４Ａ ドレン孔、６１，７１ 天壁部、８０，８１，８２ 空隙、９０ 固定子収納空間、９１ 端子台収納空間、１００，１００Ａ 電動機、１１０ 電動機本体、２００ 換気扇、２０１ 送風ファン、２０２ 筐体、２０３ グリル、２０４ 天井板。

Claims (5)

1. 回転軸に取り付けられる回転子と、前記回転子の外周に間隔を空けて対向する固定子と、互いに連結されて形成される内部空間に前記回転子および前記固定子を収納する、円盤状の底壁部と円筒状の第１側壁部と第１フランジ部とを有するフレームおよび円盤状の第１天壁部と円筒状の第２側壁部と第２フランジ部とを有するブラケットと、を有し、前記第１フランジ部と前記第２フランジ部とが締結される電動機本体と、
   前記ブラケットの前記第１天壁部の外壁面に取り付けられ、コンデンサおよび駆動回路を含む搭載部品が配置される端子台と、
   円盤状の第２天壁部と筒状の第３側壁部と前記第２フランジ部に締結される第３フランジ部とを有し、前記端子台および前記搭載部品を覆うカバーと、を備え、
   前記ブラケットの前記第２フランジ部には、結露水を排出するドレン孔が形成され、
   前記ブラケットの円筒状の前記第２側壁部の外周面と前記カバーの円筒状の第３側壁部の内周面とが間隔を空けて配置され、前記ブラケットの前記第２側壁部の外周面と前記カバーの前記第３側壁部の内周面との間に形成される円筒状の隙間が前記結露水の排出経路の一部を形成する
   ことを特徴とする電動機。
2. 前記ドレン孔は、
   前記ブラケットの前記第２フランジ部から前記ブラケットの前記第２側壁部にかけて形成される
   ことを特徴とする請求項１に記載の電動機。
3. 請求項１または２に記載の電動機を備える
   ことを特徴とする換気扇。
4. 請求項１または２に記載の電動機を備える
   ことを特徴とする送風機。
5. 請求項１または２に記載の電動機を備える
   ことを特徴とする扇風機。

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