(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周部に配した永久磁石と、
中心部に設けられた軸を固定する回転子鉄心と、
前記永久磁石と前記回転子鉄心との間の空隙部に略対応するように相互に突き合せるように挿入した２個の緩衝部材と、
を備えた永久磁石電動機の回転子であって、
前記緩衝部材は前記永久磁石の内輪側に設けた段差部と前記回転子鉄心のそれぞれの端面に固定するための保持部及び該永久磁石と該回転子鉄心との間の前記空隙部に挿入するための挿入部との２つの部分から構成されており、
前記２つの緩衝部材の挿入部を接合した寸法を前記永久磁石の内輪側及び前記回転子鉄心積厚寸法より長くすることにより、
該緩衝部材の保持部と該永久磁石の内輪側及び該回転子鉄心のそれぞれの端面との間に隙間を設けた、永久磁石電動機の回転子。
【請求項２】
前記２個の緩衝部材の端面をそれぞれ押えて保持する、２つの押え板を備える、請求項１に記載の永久磁石電動機の回転子。
【請求項３】
前記永久磁石の内輪側および前記回転子鉄心の外輪側の形状をそれぞれ複数の凸部を有する形状とし、
前記緩衝部材の挿入部分の形状を、該永久磁石の内輪側及び該回転子鉄心の外輪側に設けた凸部と略対応するように外周部と内周部に凹部を設ける形状とした、
請求項１または請求項２に記載の永久磁石電動機の回転子。
【請求項４】
前記緩衝部材の挿入部分の寸法を前記永久磁石の内径より外径を小さくし、
前記回転子鉄心の外径より内径を大きくした、
請求項１乃至請求項３に記載の永久磁石電動機の回転子。
【請求項５】
前記押え板と接する前記緩衝部材の端面には複数の溝を設けた形状とした、
請求項１乃至請求項４に記載の永久磁石電動機の回転子。
【請求項６】
請求項５に記載の複数の溝の幅形状を中心部を狭く、外周部に行くにつれ拡大されていく放射状とした、永久磁石電動機の回転子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機の防振構造に関するものであり、特にエアコン等に使用される永久磁石電動機の回転子の防振装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
回転子を回転駆動する際、永久磁石の磁界によって、回転子を一定の位置に保持しょうとするいわゆるコギングトルクが発生し、軸及び永久磁石間に捩りを伴う共振が発生する問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、永久磁石電動機の回転子において、回転子構造を工夫することにより、電動機から発生する振動を低減するものであり、信頼性、防振性に優れる回転子を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の永久磁石電動機の回転子は、外周部に配した永久磁石と、中心部に設けられた軸を固定する回転子鉄心と、前記永久磁石と前記回転子鉄心との間の空隙部に略対応するように相互に突き合せるように挿入した２個の緩衝部材と、を備えた永久磁石電動機の回転子であって、
前記緩衝部材は前記永久磁石の内輪側に設けた段差部と前記回転子鉄心のそれぞれの端面に固定するための保持部及び該永久磁石と該回転子鉄心との間の前記空隙部に挿入するための挿入部との２つの部分から構成されており、前記２つの緩衝部材の挿入部を接合した寸法を前記永久磁石の内輪側及び前記回転子鉄心積厚寸法より長くすることにより、該緩衝部材の保持部と該永久磁石の内輪側及び該回転子鉄心のそれぞれの端面との間に隙間を設けた。
【０００５】
本発明の永久磁石電動機の回転子は、前記２個の緩衝部材の端面をそれぞれ押えて保持する、２つの押え板を備え得る。
【０００６】
本発明の永久磁石電動機の回転子は、前記永久磁石の内輪側および前記回転子鉄心の外輪側の形状をそれぞれ複数の凸部を有する形状とし、前記緩衝部材の挿入部分の形状を、該永久磁石の内輪側及び該回転子鉄心の外輪側に設けた凸部と略対応するように外周部と内周部に凹部を設ける形状とした。
【０００７】
本発明の永久磁石電動機の回転子は、前記緩衝部材の挿入部分の寸法を前記永久磁石の内径より外径を小さくし、前記回転子鉄心の外径より内径を大きくし得る。
。
【０００８】
本発明の永久磁石電動機の回転子は、前記押え板と接する前記緩衝部材の端面には複数の溝を設けた形状としてもよい。
【０００９】
本発明の永久磁石電動機の回転子は、上記複数の溝の幅形状を中心部を狭く、外周部に行くにつれ拡大されていく放射状としてもよい。
【００１０】
【発明の効果】
本発明の永久磁石電動機の回転子は、２つの緩衝部材４を永久磁石１と回転子鉄心２間に挿入する。この際発生する隙間６は、２つの緩衝部材４の挿入部４Ｂを接合した寸法を永久磁石の内輪側１Ａ及び回転子鉄心２積厚寸法より長くすることにより、緩衝部材の保持部の外周側４Ｅと永久磁石の内輪側１Ａの段差部１Ｂとまた緩衝部材の保持部の内周側４Ｆと回転子鉄心２のそれぞれの端面との間に設けられる。この隙間６を設けたので、押え板５を緩衝部材４に当接させて図２に示すように止め具７にて固定する際、図８に図示のように押え板５を両側から矢印方向に圧縮すると、最初に２つの緩衝部材の接合面９に力が加わり、反動として緩衝部材４は膨らんで前述の隙間６を塞ぐ状態となる。またこれと同時に、押え板５に圧縮力を加えると緩衝部材の保持部４Ａと永久磁石の内輪側１Ａと回転子鉄心２との端面の隙間６も塞ぐ状態となる。
【００１１】
その結果、電動機を回転駆動すると永久磁石１の回転力に脈動を生じさせるようなコギングトルクが発生しこのコギングトルクによって永久磁石１に回転むらが生じるが、この永久磁石の回転むらは緩衝部材４の緩衝作用によって軸には振動が伝わらない状態となる。しかも、緩衝部材４と永久磁石１及び回転子鉄心２との接合部には押え板５を固定する前は隙間６がある状態のため、緩衝部材４の挿入がやりやすく防振効果に優れている。
【００１２】
また、緩衝部材４の前述の押え板との当り面には複数の溝４Ｇを設けた形状としているため、永久磁石１で発生したコギングトルク等と軸３先端に接続されているファン（図示せず）との共振を防止することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。図１は本発明の永久磁石電動機の回転子の押え板にて防振ゴムや熱可塑性樹脂であるエラストマ−等の緩衝部材を固定する前の縦断面図であり、図２は本発明の永久磁石電動機の回転子の押え板にて緩衝部材を固定後の縦断面図であり、図３は図２のＸ−Ｘ線に沿う断面図であり、図４は本発明の永久磁石、回転子鉄心、緩衝部材、押え板の各部品の結合前の分解図である。各図において、それぞれ１は回転子の外周部分に配する永久磁石であり、２は軸３に固定する回転子鉄心であり、４はこれら２つの部品を連結する緩衝部材であり、５は防振ゴム等の緩衝部材を両端より挟みつけて固定する押え板である。
【００１４】
図で示すように、緩衝部材４は永久磁石の内輪側１Ａに設けた段差部１Ｂと回転子鉄心２のそれぞれの端面に固定するための保持部４Ａと永久磁石１と回転子鉄心２との間の隙間６に挿入するための挿入部４Ｂとの２つの部分から構成されており、この緩衝部材４の挿入部分４Ｂの形状を永久磁石の内輪側に設けた凸部１Ｃ及び回転子鉄心の外輪側に設けた凸部２Ａと略対応するように外周部と内周部に凹部４Ｃを設ける。
【００１５】
そして、緩衝部材の挿入部４Ｂの寸法を永久磁石１の内径より外径を小さく、また、回転子鉄心２の外径より内径を大きくして、緩衝部材４と永久磁石１と回転子鉄心２との間に隙間６を設ける。この隙間６は押え板５を緩衝部材４に当接させて止め具７を緩衝部材４に設けた貫通穴４Ｄに挿入してプッシュナット等の固定具８にて固定する際重要となる。
【００１６】
次に図４の部品の分解図に基づいて回転子の組立手順について説明する。中央部に軸（図示せず）を固定した回転子鉄心２の外周部に設けた凸部２Ａを緩衝部材４の内周部に設けた凹部４Ｃにはめ込んで、さらに、この２つの部品を結合した状態で緩衝部材４の外周部に設けた凹部４Ｃを永久磁石１の内輪側に設けた図３に示すように凸部１Ｃにはめ込んで、さらに、もう一方の緩衝部材４も同様に永久磁石１と回転子鉄心２の間にはめ込んで、緩衝部材の保持部４Ａと永久磁石の内輪側１Ａに設けた段差部１Ｂと回転子鉄心２のそれぞれの端面との間に両側ともに隙間を設ける。さらに、２つの緩衝部材４を挾持するように両側より押え板５を当接し、図２に示すように止め具７にて固定する。
【００１７】
図５は本発明の永久磁石と回転子鉄心間に緩衝部材をはめ込み、緩衝部材に押え板を固定前の要部断面図であり、図６は図５の状態にさらに緩衝部材に押え板を当接して両側より矢印方向に力を加えた固定後の要部断面図である。図５に図示のように２つの緩衝部材の挿入部分を接合した寸法を永久磁石の内輪側及び回転子鉄心積厚寸法とほぼ同等とし、緩衝部材の保持部の外周側４Ｅと永久磁石の内輪側の段差部１Ｂとまた緩衝部材の保持部の内周側４Ｆと回転子鉄心２のそれぞれの端面とは当接状態で保持する構成とする。
【００１８】
図５の状態で図６のように押え板５を両側より矢印方向に圧縮すると、２つの緩衝部材４が当接する接合面９には殆ど力が加わらず図６に図示のように緩衝部材の保持部４Ａと永久磁石１と回転子鉄心２との接触面に圧縮力が加わり、緩衝部材の保持部４Ａの緩衝作業によって軸には振動が伝わらない状態となる。
【００１９】
しかし、緩衝部材４と永久磁石１及び回転子鉄心２との接合部に隙間がないため、挿入がしずらく、また、２つの緩衝部材の当接部の圧縮力が弱いため、緩衝部材の保持部の外周部４Ｅと内周部４Ｆに圧縮力が加わり次に説明する図７、図８に比べて防振効果が弱い。
【００２０】
図７、図８はそれぞれ図５、図６を改良したもので、図７は本発明の永久磁石と回転子鉄心間に緩衝部材をはめ込み、緩衝部材に押え板を固定前の要部断面図であり、図８は図７の状態にさらに緩衝部材に押え板を当接して両側より矢印方向に力を加えた固定後の要部断面図である。
【００２１】
図７に図示のように２つの緩衝部材４を永久磁石１と回転子鉄心２間に挿入した際発生する隙間６は、押え板５を矢印方向に圧縮した際緩衝部材が膨らんで合致する隙間とし、また、２つの緩衝部材４の挿入部４Ｂを接合した寸法を永久磁石の内輪側１Ａ及び回転子鉄心２積厚寸法より長くすることにより、緩衝部材の保持部の外周側４Ｅと永久磁石の内輪側１Ａの段差部１Ｂとまた緩衝部材の保持部の内周側４Ｆと回転子鉄心２のそれぞれの端面との間に隙間６を設ける。この隙間６を設けたことにより、押え板５を緩衝部材４に当接させて図２に示すように止め具７にて固定する際、図８に図示のように押え板５を両側から矢印方向に圧縮すると、最初に２つの緩衝部材の接合面９に力が加わり、反動として緩衝部材４は膨らんで前述の隙間６を塞ぐ状態となるとともに、さらに、押え板５に圧縮力を加えると緩衝部材の保持部４Ａと永久磁石の内輪側１Ａと回転子鉄心２との端面の隙間６も塞ぐ状態となる。
【００２２】
その結果、電動機を回転駆動すると永久磁石１の回転力に脈動を生じさせるようなコギングトルクが発生しこのコギングトルクによって永久磁石１に回転むらが生じるが、この永久磁石の回転むらは緩衝部材４の緩衝作用によって軸には振動が伝わらない状態となる。しかも、緩衝部材４と永久磁石１及び回転子鉄心２との接合部には押え板５を固定する前は隙間６がある状態のため、緩衝部材４の挿入がやりやすく防振効果に優れている。
【００２３】
図９、図１０はそれぞれ緩衝部材の側面図と底面図であり、図１１、図１２はそれぞれ図９のＹ−Ｙ線に沿う断面図と図１１のＺ−Ｚ線に沿う断面図である。緩衝部材は図１０及び図１１に図示するように永久磁石の内輪側に設けた凸部１Ｃと回転子鉄心の外輪側に設けた凸部２Ａにそれぞれはめ込むように緩衝部材の外周部と内周部に設けた凹部４Ｃにはめ合わせる構成とするとともに、図９〜図１２に図示するように緩衝部材の保持部の外周側４Ｅは永久磁石の内輪側の段差部１Ｄに当接し、一方緩衝部材の保持部の内周側４Ｆは回転子鉄心２の端面に当接する構成とする。
【００２４】
また、図９及び図１１で図示するように、緩衝部材４の前述の押え板との当り面には複数の溝４Ｇを設けた形状としているため、永久磁石１で発生したコギングトルク等と軸３先端に接続されているファン（図示せず）との共振を防止することができる。つまり、軸と永久磁石間で振動の縁切りをして防振効果を得ている。
【００２５】
しかし、前述の押え板で両側から強く圧縮すると押え板を通して振動が前述の永久磁石から軸に伝わってしまう。本発明ではこの現象を抑えるために図９、図１１のように緩衝部材４の押え板と接触する面に溝４Ｇを設けて接触面積を減らして振動が伝わり難くするとともに、振動は回転方向なので、緩衝部材の溝４Ｇの幅形状を中心部を狭く、外周部に行くにつれ拡大されていく放射状とした。
【００２６】
また、単に接触面積を減らしているだけではなく、緩衝部材の保持部４Ａの押え板との当り面には交互に溝と突起部４Ｈとを設け、この突起部４Ｈの倒れにより振動が伝わりにくい構成となっている。
【００２７】
図１３は電動機の回転時に緩衝部材４と押え板５との動作状況を説明するための図であり、回転子を回転駆動する際、永久磁石の磁界によって、回転子を一定の位置に保持しょうとするいわゆるコギングトルクが発生し、軸及び永久磁石間に捩りを伴う共振が発生する問題があるが、常時コギングトルクが発生しその影響力により振動が生じるが緩衝部材の保持部４Ａの端面に放射状の溝４Ｇを設けているため、押え板と接触している突起部４Ｈが回転方向にかかわらず図１３ａ及び図１３ｂで図示の通り正逆に絶えず動作するため、永久磁石の影響力を軸に伝達しにくい構造になっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における押え板にて固定前の回転子の縦断面図である。
【図２】本発明の一実施例における押え板にて固定後の回転子の縦断面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図４】本発明の一実施例における回転子の結合前の分解図である。
【図５】本発明の一実施例における押え板にて固定前の回転子の要部断面図である。
【図６】本発明の一実施例における押え板にて固定後の回転子の要部断面図である。
【図７】本発明の他の実施例における押え板にて固定前の回転子の要部断面図である。
【図８】本発明の他の実施例における押え板にて固定後の回転子の要部断面図である。
【図９】本発明の一実施例における緩衝部材の側面図である。
【図１０】本発明の一実施例における緩衝部材の底面図である。
【図１１】図９のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。
【図１２】図１１のＺ−Ｚ線に沿う断面図である。
【図１３】本発明の一実施例における緩衝部材と押え板との動作状況説明図である。
【図１４】従来の回転子の縦断面図である。
【符号の説明】
１    永久磁石
１Ａ  永久磁石の内輪側
１Ｂ  段差部
１Ｃ  永久磁石の凸部
２    回転子鉄心
２Ａ  回転子鉄心の凸部
３    軸
４    緩衝部材
４Ａ  保持部
４Ｂ  挿入部
４Ｃ  凹部
４Ｄ  貫通穴
４Ｅ  保持部の外周側
４Ｆ  保持部の内周側
４Ｇ  溝
４Ｈ  突起部
５    押え板
６    隙間
７    止め具
８    固定具
９    緩衝部材の接合面
【図１】
0003689877.tif 000002
【図２】
0003689877.tif 000003
【図３】
0003689877.tif 000004
【図４】
0003689877.tif 000005
【図５】
0003689877.tif 000006
【図６】
0003689877.tif 000007
【図７】
0003689877.tif 000008
【図８】
0003689877.tif 000009
【図９】
0003689877.tif 000010
【図１０】
0003689877.tif 000011
【図１１】
0003689877.tif 000012
【図１２】
0003689877.tif 000013
【図１３】
0003689877.tif 000014
【図１４】
0003689877.tif 000015