(57)【要約】【課題】  簡易的な外装でコンデンサ素子を機械的に保護すると共に高い耐湿性能を確保し、また、モータを大型化することなく、効率的にコンデンサをモータに内蔵するようにしたモータを得ることを目的とする。【解決手段】  モータフレーム内にロータと、そのロータ外周に配されたステータと、該ステータ内に絶縁材料を介して装着されたコイルとを備えたモータにおいて、前記コイル外周と前記フレームとの間の空間に、コンデンサ素子を樹脂製ケースで包み、該ケースを樹脂フィルムと金属箔を積層したラミネートフィルムで覆い、ラミネートフィルム外周を熱融着して封止したコンデンサを配設したものである。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータフレーム内にロータと、そのロータ外周に配されたステータと、該ステータ内に絶縁材料を介して装着されたコイルとを備えたモータにおいて、前記コイル外周と前記フレームとの間の空間に、コンデンサ素子を樹脂製ケースで包み、該ケースを樹脂フィルムと金属箔を積層したラミネートフィルムで覆い、ラミネートフィルム外周を熱融着して封止したコンデンサを配設したことを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記ラミネートフィルムの熱融着による封止の際は、該ラミネートフィルム内を脱気しながら封止したことを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項３】
コンデンサ素子を包んだケースを覆う前記ラミネートフィルムは、ケースのコンデンサ素子側にポリプロピレンフィルム、その外側にアルミニウム箔、さらにその外側にポリプロピレンフィルムもしくはポリエチレンテレフタレートフィルムのいずれか一方としたことを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項４】
前記コンデンサ素子に接続する外部へのリード線を板状の金属としたことを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項５】
前記外部へのリード線の前記ラミネートフィルムで熱融着される部分には、予めポリプロピレンフィルムが熱融着されていることを特徴とする請求項４記載のモータ。
【請求項６】
前記コンデンサ素子を、円弧形状に成形したことを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項７】
コンデンサ素子を包む前記ケースを、コンデンサ素子に密着するように円弧形状に成形したことを特徴とする請求項６記載のモータ。
【請求項８】
前記コンデンサ素子を包むケースを、予め前記ラミネートフィルムに対してポリプロピレン樹脂を射出して、一体的に成形したことを特徴とする請求項１記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、コンデンサを用いて駆動するモータに関し、コンデンサをモータに内蔵するようにしたモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のモータでは、モータ軸方向の一端側にコンデンサを搭載するスペースを増設し、コンデンサの中央部をモータの軸が貫通するようにリング形状に形成し、モータ内部に前記中央部を前記モータの軸が貫通するように配設したもの（例えば、特許文献１）や、モータ端子台上に複数のコンデンサの搭載スペースを確保し、コンデンサを配置した上で、封止用樹脂でポッティング封止するもの（例えば、特許文献２）、及びステータの鉄心を覆うスプール外周部に突起を設け、この突起を利用して円筒状ボビンに巻き付けたコンデンサを前記ステータの外周に配設したもの（例えば、特許文献３）がある。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２３１６２５号公報
【特許文献２】特開２００１−１３６７１６号公報
【特許文献３】実開平５−８０１７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
モータ駆動用のコンデンサは、比較的大きな静電容量を必要とし、かつ静電容量の安定性が求められるため、一般的にはフィルムコンデンサが用いられている。このコンデンサは、プラスチックフィルムをコンデンサ素子とするため、コンデンサ素子を機械的なストレスから保護し、温度・湿度などの耐環境性を確保するために、ポッティング樹脂による外装を施している。そして、このようなコンデンサを上記特開平７−２３１６２５号では、中央部をモータの軸が貫通するようにリング状に形成し、モータ内部の軸方向一端側に前記中央部をモータの軸が貫通するように配設しているため、少なくとも該配置したコンデンサの厚み分だけ、モータの軸方向における寸法が長くなって大型化してしまう。
【０００５】
また、上記特開２００１−１３６７１６号では、モータの軸方向における寸法を長くせずにコンデンサ容量を確保するために、端子台に複数のコンデンサを配設しているため、端子台のかなりの空間がコンデンサによって占領されてしまい、コイル端末や温度ヒューズ及びコンデンサなどのリード線の接続作業を行うためのスペースが確保できなくなる。
【０００６】
さらに、上記実開平５−８０１７１号では、ステータの鉄心を覆うスプール外周部に突起を設け、この突起を利用してボビンに巻き付けたコンデンサをステータの外周に配設しているため、モータの径が大きくなって大型化してしまう。
【０００７】
また、上記のような問題点に加えて、温度・湿度などに対する高い耐環境性能を要求されるモータでは、これらの性能を向上させようとした場合、コンデンサの樹脂外装材を厚くする方法が一般的であり、したがって、よりコンデンサの搭載スペースを確保する必要が生じるため、必然的にモータが大型化してしまう。
【０００８】
また、通常、内部のコンデンサ素子に高い温度を加えることができないことから、該外装においては熱硬化性の樹脂による外装を施す必要があるが、コンデンサ素子に均一な外装を施すのが困難であり、したがって、確実に外装しようとする場合、外装厚をより厚くする必要性が生じると共に、硬化時間を長くする必要性があるなど材料費や加工費などのコストアップに繋がっていた。
【０００９】
この発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、簡易的な外装でコンデンサ素子を機械的に保護すると共に高い耐湿性能を確保し、また、モータを大型化することなく、効率的にコンデンサをモータに内蔵するようにしたモータを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、モータフレーム内にロータと、そのロータ外周に配されたステータと、該ステータ内に絶縁材料を介して装着されたコイルとを備えたモータにおいて、前記コイル外周と前記フレームとの間の空間に、コンデンサ素子を樹脂製ケースで包み、該ケースを樹脂フィルムと金属箔を積層したラミネートフィルムで覆い、ラミネートフィルム外周を熱融着して封止したコンデンサを配設したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明は、コンデンサ素子を樹脂製ケースで包んだ上でラミネートフィルムで覆い、外周を熱融着により封止したことで、外部からの機械的なストレスなどをケースで緩和することで、コンデンサ素子への損傷を防ぐと共に、コンデンサ形状の変形などを防ぐことができ、また、ラミネートフィルムで覆い脱気しながら封止したことにより、薄い外装材で高い防湿効果を得ることができる。また、ラミネートフィルムで封止されたコンデンサを、モータのコイル外周とフレームとの間の空間に配置したので、モータを大型化することなく効率的にコンデンサをモータに内蔵することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１に本実施の形態における円弧形状をしたコンデンサの断面図を、図２にコンデンサ素子の構成平面図を、図３にコンデンサ素子の外観図を、図４、図５に前記図３のコンデンサ素子を包むケースとケース蓋を、図６にコンデンサ素子をケースとケース蓋で包みラミネートフィルムで覆い封止した円弧形状のコンデンサの外観図をそれぞれ示す。
尚、図１〜図６において、同一または相当部分には同一符号を付す。
図において、コンデンサ素子１は、図２に示すように一端側にマージンと呼ばれる絶縁部を有し該絶縁部以外の面に、例えばアルミニウムや亜鉛などの金属を蒸着したプラスチックフィルム（ａ）と、それと対称的に反一端側に絶縁部を有し同様に絶縁部以外の面にアルミニウムや亜鉛などの金属を蒸着したプラスチックフィルム（ｂ）とを重ねて巻回し、熱プレスにより円弧形状に成形した後に、その両端側に図３に示すように例えば亜鉛合金等の金属溶射による電極部２を形成したものである。そして、前記両端の電極部２には、それぞれ厚みが例えば０．４ｍｍ程のリン青銅板を短冊状に加工した外部へのリード電極３が抵抗溶接などにより取り付けられ、該両端電極部２の一端側の同方向に導出させる。尚、前記リード電極３の一部（後述するラミネートフィルムで封止される部分）外周には、予めおよそ２００μｍの厚みの例えばポリプロピレン（以下、ＰＰと略記でいう）フィルム８が熱プレスにより密着させてある。
【００１３】
前記外部へのリード電極３が取り付けられた前記図３に示す円弧形状のコンデンサ素子１を、図４に示す前記コンデンサ素子１に密着するよう円弧形状に射出成形した約１ｍｍ程の厚さの例えばＰＰ製ケース６に収め、開口部側のコンデンサ素子１が露出するところに、ケース６と同様に図５に示す円弧形状に射出成形した約１ｍｍ程の厚さのＰＰ製ケース蓋７を配する。そして、図１の丸印に示すように、およそ１０μｍの厚さのアルミニウム箔９の両面におよそ５０μｍの厚さのＰＰフィルム１０を積層したラミネートフィルム４を用いて、ケース６とケース蓋７の両側からそれぞれ挟み、該ラミネートフィルム４の外周のシール部５を２００℃程度の熱を加えて熱融着して封止する。上記のようにケース６とケース蓋７のそれぞれコンデンサ素子側をラミネートフィルム４のＰＰフィルム１０とすることにより、外周を熱融着するときに、ＰＰフィルム同士で熱融着が容易となる。
【００１４】
前記ラミネートフィルム４を熱融着する際は、前記コンデンサ素子１の両端の電極部２に取り付けられた各々の外部へのリード電極３を同方向に導出する一端側以外の外周を先に熱融着させる。その後、リード電極３を導出する一端側を熱融着させる時、前述した各々のリード電極３の一部に予め熱融着させたＰＰフィルム８とラミネートフィルム４を重合するように熱融着させ、また、ラミネートフィルム４内を脱気しながら封止する。図６の外観図は、以上のようなコンデンサ素子１をＰＰ製のケース６とケース蓋７で包み、外側をラミネートフィルム４で覆い、該ラミネートフィルム４の外周のシール部５を熱融着で封止して形成された円弧形状のコンデンサ１１の外観を示すものである。
【００１５】
図７は、前記図６に示す円弧形状のコンデンサ１１を、例えば単相誘導モータに内蔵したときのモータの断面図を、図８は、前記図７のモータ軸端側から見たときの内部の平面図をそれぞれ示す。尚、図７、８において、前記図１〜６と同一または相当部分には同一符号を付し説明を省略する。また、図７、８において、同一または相当部分には同一符号を付す。
図７、８において、２０はモータのシャフト、２１は前記シャフト２０と同軸で回転するロータ、２２、２３は前記シャフト２０を支持するベアリング、２４は前記ロータ２１の外周に配されたステータ、２５は前記ステータ２４内に絶縁材料を介して装着されたコイル、２６ａ、２６ｂはモータの外郭をなすフレームである。
前記図６に示す円弧形状のコンデンサ１１をモータの駆動用として、前記図７、図８に示すようにモータのコイル２５の外周とフレーム２６との間の空間に配設し、該円弧形状のコンデンサ１１の前記リード電極３を前記フレーム２６内に配設された端子台２７に設けられたピン２８に半田３０により接続する。そして、同様に端子台２７のピン２９に接続されたリード線３１を通してモータ駆動用の電源が供給される。
【００１６】
以上のように、モータのステータ内に絶縁材料を介して装着されたコイル外周とフレームとの間の空間を利用し、この空間に配置し得るようにコンデンサを円弧形状としたので、モータの外形を大きくすることなく、コンデンサを効率的に内蔵するモータを得ることができる。
【００１７】
また、前記円弧形状のコンデンサは、コンデンサ素子を薄い樹脂製のケース及びケース蓋で包み、該ケース及びケース蓋を防湿性能の高い金属層を有する薄いラミネートフィルムで脱気しながら熱融着により封止したので、コンデンサの製造時やモータへの組み込み時などに加わる機械的ストレスによるコンデンサ素子への損傷（特にコンデンサ素子の電極部の剥れなど）を防ぐとともに、モータ使用時の温度上昇などで生じるコンデンサの形状変化を抑制し、従来のポッティング樹脂による外装厚みよりも、はるかに薄い外装厚みで高い耐湿性能を得ることができる。
【００１８】
さらに、コンデンサのリード電極を短冊状とし、該リード電極の一部に、ラミネートフィルム材を構成する同じＰＰフィルムを予め熱融着させたので、ラミネートフィルムで覆い熱融着してシールする際に、該ラミネートフィルム材のアルミニウム箔層との絶縁性を高めつつ、シールの密着性を上げることができ、より防湿性能を向上させることができる。
【００１９】
尚、上記実施の形態ではラミネートフィルム４を、図１の丸印に示すアルミニウム箔９の両面にＰＰフィルム１０を積層したフィルムとしたが、アルミニウム箔の両面をＰＰフィルムとポリエチレンテレフタレートフィルムで積層したラミネートフィルムとしても構わない。このようなラミネートフィルムでケースとケース蓋の両側から挟み覆う際は、上記実施の形態同様にケースとケース蓋のそれぞれコンデンサ素子側をＰＰフィルムとする。ＰＰフィルムをコンデンサ素子側とすることにより、上記実施の形態同様に外周を熱融着するときにＰＰフィルム同士で熱融着が容易となる。（以下、実施の形態２、３において同様である。）
【００２０】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、円弧形状のコンデンサ素子１を包む図４、図５に示すケース６とケース蓋７とを、それぞれ射出成形で作り、該ケース６とケース蓋７とで前記円弧形状のコンデンサ素子１を包んだ後、ケース６とケース蓋７との両側から前記ラミネートフィルム４で挟み外周を熱融着したが、本実施の形態では、前記ケース６とケース蓋７とを、それぞれ予めラミネートフィルム４に対して前記ケース６の箱体の型やケース蓋７の型を使って例えばＰＰ樹脂を射出して、一体的に成形した状態にしたものである。
【００２１】
上記のように本実施の形態では、ケース６とケース蓋７とを、それぞれ予めラミネートフィルム４に対してＰＰ樹脂を射出して一体的に成形した状態にしたことが上記実施の形態１と異なる点で、ラミネートフィルム４にそれぞれ一体的に成形したケース６とケース蓋７とで前記コンデンサ素子１を包んで、ラミネートフィルム４の外周を封止して形成されたコンデンサ１１を、モータのステータ内に絶縁材料を介して装着されたコイル外周とフレームとの間の空間に配置すること等については、上記実施の形態１と同様であるので、ここでの図示と説明を省略する。
【００２２】
以上のように、本実施の形態においては、ケース６とケース蓋７とを、それぞれ予めラミネートフィルム４に対してＰＰ樹脂を射出して一体的に成形した状態にしたので、上記実施の形態１と比べコンデンサ素子１の封止時に位置合わせの精度向上が図れるとともに、ラミネートフィルム４外周の熱融着による封止を容易に行うことができる。また、一体的に成形したことによりラミネートフィルム４とケース６の例えばＲの部分にシワ等を発生させることなく、より仕上がりが良好となる。
【００２３】
実施の形態３．
図９は、本実施の形態におけるコンデンサ素子の外観図を示す。
上記実施の形態１では、単一の円弧形状のコンデンサ素子をケースで包み、ラミネートフィルムで覆い熱融着により封止して形成されたコンデンサの例について述べたが、本実施の形態においては、上記実施の形態１で述べた円弧形状のコンデンサ素子を、例えば前記図９に示すように接続部材により電気的に接続して、より大きな静電容量を得る場合の形態を示したものである。尚、図９においては、コンデンサ素子１を２個接続した例を示したが、コンデンサ素子１の数についてはこれに限られるものではない。
【００２４】
上記のように本実施の形態では、単一の円弧形状のコンデンサ素子を、例えば２個接続部材で電気的に接続して大きな静電容量を得るようにしたことが上記実施の形態１と異なる点であり、該２個のコンデンサ素子をケースで包み、ラミネートフィルムで覆い熱融着により封止して形成されたコンデンサを、モータのステータ内に絶縁材料を介して装着されたコイル外周とフレームとの間の空間に配置すること等については、上記実施の形態１と同様であるので、ここでの図示と説明を省略する。尚、図９において、上記実施の形態１の図３と同一または相当部分には同一符号を付し説明を省略する。
【００２５】
図９において、４０は２個の円弧形状のコンデンサ素子１の夫々両端に設けられた電極部２を電気的に並列に接続するための、例えば銅板などの接続部材である。尚、接続部材は、銅板に限られるものではなく、電気的に接続できるものであればよく、例えばリード線等であっても構わないものである。
前記接続部材４０により電気的に接続された２個のコンデンサ素子１の夫々の電極部２の一端側に外部へのリード電極３が取り付けられ、該リード電極３を上記実施の形態１の図３と同様に同方向に導出する。
【００２６】
以上のように、例えば２個の円弧形状のコンデンサ素子を銅板などの接続部材で電気的に接続して静電容量をより大きくしたコンデンサとして、上記実施の形態１同様に、モータのステータ内に絶縁材料を介して装着されたコイル外周とフレームとの間の空間を利用し、この空間に配置し得るようにしたので、モータの外形を大きくすることなく、容易に静電容量を大きくすることが可能で、かつ効率的に内蔵するモータを得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、湿気が多く取付スペースも限られた浴室用換気扇などに使われるコンデンサ駆動モータに適しており、この発明を適用することにより従来のポッティング樹脂外装のコンデンサを内蔵したモータよりも小形化、長寿命化が望めるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の実施の形態１における円弧形状をしたコンデンサの断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るコンデンサ素子の構成平面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るコンデンサ素子の外観図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る上記図３に示すコンデンサ素子を収めるケースの外観図である。
【図５】同様に該ケース蓋の外観図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る上記図１に示すコンデンサの外観図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る上記図６に示すコンデンサをモータに内臓したときの断面図である。
【図８】上記図７のモータ軸端側からみたときのモータ内部の平面図である。
【図９】この発明の実施の形態３におけるコンデンサ素子を例えば２個接続した場合の外観図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  円弧形状のコンデンサ素子、  ２  電極部、  ３  リード電極、  ４  ラミネートフィルム、  ５  シール部、  ６  ケース、  ７  ケース蓋、  ８  ＰＰフィルム、  ９  アルミニウム箔、  １０  ＰＰフィルム、  １１  円弧形状のコンデンサ、  ２０  モータのシャフト、  ２１  ロータ、  ２２、２３  ベアリング、  ２４  ステータ、  ２５  コイル、  ２６ａ、２６ｂ  フレーム、  ２７  端子台、  ２８、２９  ピン、  ３０半田、  ３１  リード線、  ４０  接続部材。
【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】
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【図８】
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【図９】
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