(57)【要約】【課題】            湿気等に対するバリア性の高いラミネート材に着目し、小形で高い耐湿性と絶縁性を備えたコンデンサを得る。また、コンデンサを内蔵した小形で長寿命なコンデンサ内蔵モータを得る。【解決手段】        樹脂材や金属材を積層して作ったラミネート材１２でコンデンサ基体１３を包み込み、そのコンデンサ端子１１部分を外部に呈出した状態で密閉する。コンデンサ基体１３又は裸のコンデンサ素子１４は、円弧形状に成形する。また、ラミネート材１２の樹脂材にポリエチレンテレフタレートフィルム１７、ポリプロピレンフィルム１８のいずれか、もしくは双方を使う。ラミネート材１２の金属材にはアルミニウム１９を使う。【選択図】          図３
2005150193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂材や金属材を積層して作ったラミネート材でコンデンサ基体を包み込み、その端子部分を外部に呈出した状態で密閉したコンデンサ。
【請求項２】
樹脂材や金属材を積層して作ったラミネート材で円弧形状に成形したコンデンサ基体又は裸のコンデンサ素子を包み込み、その端子部分を外部に呈出した状態で密閉し全体を円弧形状にしたコンデンサ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載のコンデンサであって、ラミネート材の樹脂材にポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルムのいずれか、もしくは双方を使ったコンデンサ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３までのいずれかに記載のコンデンサであって、ラミネート材の金属材にアルミニウムを使ったコンデンサ。
【請求項５】
請求項１〜請求項４までのいずれかに記載のコンデンサであって、ラミネート材を真空引きして密閉したコンデンサ。
【請求項６】
請求項１〜請求項５までのいずれかに記載のコンデンサであって、コンデンサ素子がフィルムコンデンサであるコンデンサ。
【請求項７】
請求項１〜請求項６までのいずれかに記載のコンデンサであって、端子の外部に呈出する部分を板状にしてラミネート材で包込み密閉したコンデンサ。
【請求項８】
請求項１〜請求項７までのいずれかに記載のコンデンサであって、複数個のコンデンサ基体またはコンデンサ素子をラミネート材で包込み一纏めにして密閉したコンデンサ。
【請求項９】
樹脂材や金属材を積層して作ったラミネート材で裸のコンデンサ素子を包み込み、その端子部分を外部に呈出した状態で密閉したコンデンサを内蔵させたコンデンサ内蔵モータ。
【請求項１０】
請求項１〜請求項８までのいずれかに記載のコンデンサを内蔵させたコンデンサ内蔵モータ。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０に記載のコンデンサ内蔵モータであって、端子台上にコンデンサを搭載したコンデンサ内蔵モータ。
【請求項１２】
請求項９または請求項１０に記載のコンデンサ内蔵モータであって、モータ外殻とコイル外周の間にコンデンサを搭載したコンデンサ内蔵モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてモータに内蔵されるコンデンサ及びコンデンサ内蔵モータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータには、駆動用のコンデンサを備えたものがある。モータにコンデンサが外付けされるものも有るが、内蔵されるコンデンサ内蔵モータも多い。コンデンサ内蔵モータでは、樹脂ケースにコンデンサ素子を挿入し、封止樹脂で固めたケース型コンデンサや、コンデンサ素子の外周を熱硬化性樹脂で覆つたディップ型コンデンサをモータ内に設けられた端子台に搭載したり、端子台上に載せたコンデンサ素子を封止用樹脂で端子台に固めたりしている。なお、この種の従来技術としては特許文献１に開示された技術がある。
【０００３】
【特許文献１】特開平２００１−６１２５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
コンデンサ内蔵モータでは、モータ内の限られたスペースにコンデンサを内蔵することから、コンデンサの薄形化・小形化等を図る必要に迫られる。コンデンサの薄形化・小形化等のためには、コンデンサの外装の寸法を極力少なくする方法が採られることが多い。従来から用いられているケース型コンデンサやディップ型コンデンサの外装を薄形化したり小形化したりすると、耐湿性の低下・外装の成形性の悪化・絶縁不良等のさまざまな問題が起きる。
【０００５】
高温・高湿など悪環境下で使われることが想定されるモータにコンデンサを内蔵する場合、コンデンサの劣化によりモータ自体の寿命が短くなることが課題となる。このため、環境に強いコンデンサにするために外装樹脂の寸法を大きくすることが一般的に行われている。しかしながら、外装樹脂の寸法を大きくすると、コンデンサ全体の外形寸法も大きくなり、コンデンサを内蔵するスペースが新たに必要となる。コンデンサの外形寸法を大きくせずに環境に強いコンデンサを作ろうとした場合、コンデンサ素子の寸法を小さくし、小さくした分を外装樹脂の寸法に回すことが考えられるが、この仕方ではコンデンサの容量が減少してしまう。
【０００６】
本発明は、上記した問題点を解決するために湿気等に対するバリア性の高いラミネート材に着目したものであり、その課題とするところは、小形で高い耐湿性と絶縁性を備えたコンデンサを得ることであり、狭い空間に組込みうる内蔵の容易なコンデンサを得ることであり、長寿命のコンデンサを得ることである。また、そのコンデンサを内蔵した小形で長寿命なコンデンサ内蔵モータを得ることも課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は、樹脂材や金属材を積層して作ったラミネート材でコンデンサ基体を包み込み、その端子部分を外部に呈出した状態で密閉する手段を採用する。
【０００８】
また、他の発明は、樹脂材や金属材を積層して作ったラミネート材で円弧形状に成形したコンデンサ基体又は裸のコンデンサ素子を包み込み、その端子部分を外部に呈出した状態で密閉し全体を円弧形状にする手段を採用する。
【０００９】
さらに、他の発明は、上記したコンデンサをモータに内蔵させる手段を採用する。
【発明の効果】
【００１０】
上記手段を採用することにより、ラミネート材でコンデンサ基体が包まれ、密閉されているので、コンデンサ容量を減じることなく、高い耐湿性と絶縁性を備えた長寿命の小形のコンデンサとなる。
【００１１】
上記他の手段を採用することにより、ラミネート材で円弧状態に成形したコンデンサ基体又は裸のコンデンサ素子が包まれ、密閉され全体が円弧形状に形成されているので、コンデンサ容量を減じることなく、高い耐湿性と絶縁性を備えた長寿命の小形のコンデンサとなり、円弧空間等の狭い空いた空間に組込むことができるようになる。
【００１２】
また、上記他の手段を採用することにより、小形で環境に強い寿命の長いコンデンサ内蔵モータが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明のコンデンサは、樹脂材や金属材を積層して作ったラミネート材でコンデンサ基体又はコンデンサ素子そのものを包み込み、その端子部分を外部に呈出した状態で密閉したものである。ここにいうコンデンサ素子とは、熱硬化性樹脂等の外装を施していない裸の状態のものである。コンデンサ素子は、未蒸着部であるマージンを有するアルミ金属の蒸着された二枚のポリプロピレンフィルムを巻回して作られている。巻回された素子は、加熱された円弧状態の二つの型に挟込まれ、プレスにより円弧形状に成形され、その両端の電極にそれぞれ亜鉛合金のメタリコンが施されている。円弧形状に成形した素子の両電極のメタリコンには、それぞれコンデンサ端子が取付けられ、コンデンサ素子となっている。このコンデンサ素子に熱硬化性樹脂等による円弧形状に倣った外装が施されてコンデンサ基体が構成される。
【００１４】
このコンデンサは、上述したコンデンサ素子又はコンデンサ基体を、樹脂材や金属材を積層して作った薄いラミネート材で、そのコンデンサ端子部分を外部に呈出した状態に包込み密閉したものである。ラミネート材の外周のシール部は、コンデンサ端子の基部とともに円弧形状の型に挟込まれ、加熱しながら加圧されて熱融着により密閉されている。
【００１５】
この円弧形状のコンデンサをモータ外殻とコイル外周の間の空きスペースに搭載してコンデンサ内蔵モータが構成される。コンデンサは、薄くバリア性の高いラミネート材で円弧状態に成形したコンデンサ基体又はコンデンサ素子が包まれ、密閉され全体が円弧形状に形成されているので、コンデンサ容量を減じることなく、高い耐湿性と絶縁性を備えた長寿命の小形のコンデンサとなる。そして、モータ外殻とコイル外周の間の円弧空間等、狭い空き空間に組込むことにより、小形で環境に強い寿命の長いコンデンサ内蔵モータとなる。
【００１６】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態のコンデンサ内蔵モータを表した断面図、図２は、同じく軸方向視からの内部を表した平面図、図３は、コンデンサの構成を表した拡大断面図、図４は、同じくコンデンサを表した斜視図、図５は、コンデンサ端子を単独で表した斜視図である。このコンデンサ内蔵モータは、単相誘導モータで、層放射状に配列する固定子鉄心のティース１に巻装されたコイル２の端末線がピン端子３に絡められ、電気素子が搭載された環状の端子台４がピン端子３を貫いて設けられ、電気素子のリード線や電源リード線とピン端子３とが端子台４上で接続された固定子構造を有するものである。複数のスロットを周方向に形成する固定子鉄心の中心部には、回転軸５がモータ外殻６に装着された二つの軸受により両持支持されて回転子７が収められている。モータ外殻６は、フレーム８とブラケット９がフランジ結合されて構成され、固定子が固定されるとともに固定子及び回転子７を内包している。このモータ外殻６のブラケット９とコイル２の外周との間の空きスペースである円弧空間に駆動用のコンデンサ１０が二個内蔵され、コンデンサ端子１１とピン端子３が端子台４上で半田により接続されている。
【００１７】
コンデンサ１０は、樹脂材や金属材を積層して作ったラミネート材１２でコンデンサ基体１３又はコンデンサ素子１４そのものを包み込み、そのコンデンサ端子１１部分を外部に呈出した状態で密閉したものである。ここにいうコンデンサ素子１４とは、熱硬化性樹脂等の外装を施していない裸の状態のものである。コンデンサ素子１４は、未蒸着部であるマージンを有するアルミ金属の蒸着された二枚のポリプロピレンフィルムを巻回して作られたフィルムコンデンサである。巻回された素子は、約１００℃程に加熱された円弧状態の二つの型に挟込まれ、プレスにより円弧形状に成形され、その両端の電極にそれぞれ亜鉛合金のメタリコン１５が施されている（図３参照）。円弧形状に成形した素子の両電極のメタリコン１５には、それぞれコンデンサ端子１１が抵抗溶接によって取付けられ、コンデンサ素子１４を形成している。このコンデンサ素子１４に熱硬化性樹脂等による円弧形状に倣った外装が施されてコンデンサ基体１３が構成される。
【００１８】
このコンデンサ１０は、上述したコンデンサ素子１４又はコンデンサ基体１３を、樹脂材や金属材を積層して作った薄いラミネート材１２で、そのコンデンサ端子１１部分を外部に呈出した状態に包み込み、内部を真空引きしつつシール部１６に約２００℃程の熱を加えながら加圧し熱融着により密閉したものである。また、内部を真空引きにすることにより、脱気されたパッケージ形態となり、熱衝撃に伴う膨張収縮が低減し、シール部１６の信頼性が増す。
【００１９】
ラミネート材１２は、湿気のバリア性及び円弧形状等の成形性を高めるために、樹脂材として厚さ５０μｍ程度のポリエチレンテレフタレートフィルム１７とポリプロピレンフィルム１８に金属材として円弧状に成形した厚さ５００μｍ程のアルミニウム１９を積層し、これにさらにポリプロピレンフィルム１８を積層した多層構造となっている。また、熱融着したシール部１６の気密性を確保するために、図５に示すように熱融着する部分のコンデンサ端子１１は、０．３ｍｍ程度の板厚の板状に成形されている。
【００２０】
従来からあるフィルムコンデンサの素子を扁平形状に成形し、樹脂ケースに収めてエポキシ樹脂で封止したケース型コンデンサを、モータ外殻６のブラケット９とコイル２の外周との間に搭載しようとした場合、樹脂ケースが薄く深い構造となり、成形が困難になるばかりでなく、湿気をバリアする封止用の樹脂が非常に薄くなり、悪環境下での使用が難しくなる。仮に成形可能な寸法を樹脂ケースに確保できても、コンデンサ素子１４に許される寸法が大きく減少し、目標のコンデンサ容量が確保できなくなる。封止用の樹脂より湿気のバリア性が高く絶縁性に富むラミネート材１２を外装に使った本実施の形態のコンデンサ１０では、外装寸法が大幅に小さくなり、限られたスペースの中に収め込むことができる。そして、コンデンサ素子１４の寸法を大きく採れるため、モータを大形化することなく、目標のコンデンサ容量を確保でき、悪環境下での使用が可能になりモータ寿命も長くなる。図１や図２に示すように複数個のコンデンサ１０を搭載し、これらを並列に接続した場合はコンデンサ容量を増加させることができ、直列に接続した場合はコンデンサ１０の耐電圧を増加させることができる。
【００２１】
実施の形態２．
図６は、本実施の形態のコンデンサ内蔵モータを表した断面図、図７は、同じく軸方向視からの内部を表した平面図、図８は、コンデンサの構成を表した拡大断面図、図９は、同じくコンデンサを表した斜視図、図１０は、他のコンデンサの構成を表した拡大断面図である。本実施の形態も基本的には、実施の形態１と同じである。従って、実施の形態１と同じ部分については実施の形態１と同じ符号を用い、それらについての説明は省略する。
【００２２】
本実施の形態のコンデンサ内蔵モータは、環状の端子台４上にコンデンサ１０が搭載されている。コンデンサ１０は、樹脂材や金属材を積層して作ったラミネート材１２でコンデンサ基体１３又はコンデンサ素子１４そのものを包み込み、そのコンデンサ端子１１部分を外部に呈出した状態で密閉したものである。ここにいうコンデンサ素子１４とは、熱硬化性樹脂等の外装を施していない裸の状態のものである。コンデンサ素子１４は、未蒸着部であるマージンを有するアルミ金属の蒸着された二枚のポリプロピレンフィルムを巻回して作られたフィルムコンデンサである。巻回された素子は、約１００℃程に加熱された円弧状態の二つの型に挟込まれ、プレスにより扁平形状に成形され、その両端の電極にそれぞれ亜鉛合金のメタリコン１５が施されている。扁平形状に成形した素子の両電極のメタリコン１５には、それぞれコンデンサ端子１１が抵抗溶接によって取付けられ、コンデンサ素子１４の外周に液体や粉末等のエポキシ樹脂２０を塗布し、１００℃程度で熱硬化させ、コンデンサ基体１３が構成されている。このようなコンデンサは、ディップ型コンデンサと称されている。
【００２３】
このコンデンサ１０は、コンデンサ基体１３を樹脂材や金属材を積層して作った薄いラミネート材１２で包み込み、そのコンデンサ端子１１部分を外部に呈出した状態で、内部を真空引きしつつシール部１６に約２００℃程の熱を加えながら加圧し熱融着により密閉したものである。ラミネート材１２は、湿気のバリア性を高めるために、樹脂材として厚さ５０μｍ程度のポリエチレンテレフタレートフィルム１７とポリプロピレンフィルム１８に金属材として厚さ１２μｍ程のアルミニウム１９を積層し、これにさらにポリプロピレンフィルム１８を積層した多層構造となっている。
【００２４】
従来のディップ型コンデンサをモータに搭載した場合、ディップ型コンデンサは一般に湿気に対するバリア性が低くモータの長寿命は望めないが、ディップ型コンデンサをラミネート材１２で包んた本実施の形態のコンデンサ１０では湿気に対するバリア性が頗る高く、悪環境下でも長寿命化が実現する。また、ディップ型コンデンサをラミネート材１２で包んだコンデンサ１０は、コンデンサ素子１４をラミネート材１２で包んだものより湿気のバリア性は高く、湿気のバリア性に大きく影響するシール部１６の寸法を減じることができ、さらなる小形化を図ることができる。
【００２５】
なお、実施の形態１と同様に複数個のコンデンサ１０を搭載し、これらを並列に接続した場合はコンデンサ容量を増加させることができ、直列に接続した場合はコンデンサ１０の耐電圧を増加させることができるが、図１０に示すように複数のコンデンサ基体１３又はコンデンサ素子１４を一纏めにラミネート材１２で包み、それぞれの結線を行っても同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
このコンデンサ内蔵モータは、湿気が多く取付けスペースも限られた浴室用換気扇や畜舎や鶏舎の換気に供せられる換気扇の駆動モータとして広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】コンデンサ内蔵モータの断面図である。（実施の形態１）
【図２】コンデンサ内蔵モータの軸方向視からの内部を示した平面図である。（実施の形態１）
【図３】コンデンサの構成を表した拡大断面図である。（実施の形態１）
【図４】同じくコンデンサを表した斜視図である。（実施の形態１）
【図５】コンデンサ端子を示した斜視図である。（実施の形態１）
【図６】コンデンサ内蔵モータの断面図である。（実施の形態２）
【図７】コンデンサ内蔵モータの軸方向視からの内部を示した平面図である。（実施の形態２）
【図８】コンデンサの構成を表した拡大断面図である。（実施の形態２）
【図９】同じくコンデンサを表した斜視図である。（実施の形態２）
【図１０】他の形態のコンデンサを示した拡大断面図である。（実施の形態２）
【符号の説明】
【００２８】
２  コイル、  ４  端子台、  ６  モータ外殻、  １０  コンデンサ、  １２  ラミネート材、  １３  コンデンサ基体、  １６  シール部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005150193.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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