(57)【要約】  生産性および信頼性が高くかつ構造の安定した回転子、モータ、空気調和装置および回転子の製造方法を提供する。シャフトと、シャフトが挿入される内側コアと、内側コアの径方向外側に設けられ、薄板材が複数積層された複数の分割コアを円環状に接続させた外側コアと、内側コアと外側コアとを連結し、外側コアのシャフトの軸方向の両端面に被さった樹脂製の連結部材と、を備え、外側コアは、分割コア同士の間の径方向外側部分を密着させた。
2017090149.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、
前記シャフトが挿入される内側コアと、
前記内側コアの径方向外側に設けられ、薄板材が複数積層された複数の分割コアを円環状に接続させた外側コアと、
前記内側コアと前記外側コアとを連結し、前記外側コアの前記シャフトの軸方向の両端面に被さった樹脂製の連結部材と、
を備え、
前記外側コアは、前記分割コア同士の間の径方向外側部分を密着させた回転子。
【請求項２】
前記外側コアは、前記分割コア同士の間の径方向内側の隙間に樹脂が流入しており、前記分割コア同士の間の径方向外側部分を密着させた請求項１に記載の回転子。
【請求項３】
前記外側コアは、前記連結部材を樹脂で成型したときの樹脂圧によって金型の内周面に前記外側コアの外周部を押し付けた状態で、前記分割コア同士の間の径方向外側部分を密着させた請求項１または２に記載の回転子。
【請求項４】
前記分割コア同士を接続する接続構造を有し、
前記外側コアは、前記分割コア同士の間の前記接続構造よりも径方向内側の隙間に樹脂が流入しており、前記分割コア同士の間の前記接続構造よりも径方向外側部分を密着させた請求項２または３に記載の回転子。
【請求項５】
前記接続構造は、あり溝と、前記あり溝に嵌まり込む凸部と、を有した請求項４に記載の回転子。
【請求項６】
前記外側コアは、露出した外周面に永久磁石を配置した請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転子。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転子と、
前記回転子の径方向外側に配置される固定子と、
を備えたモータ。
【請求項８】
請求項７に記載のモータと、
前記モータに駆動されるファンと、
前記ファンによって発生させた気流で空気と冷媒とを熱交換させる熱交換器と、
を備えた空気調和装置。
【請求項９】
シャフトと、前記シャフトが挿入される内側コアと、前記内側コアの径方向外側に設けられ、薄板材が複数積層された複数の分割コアを円環状に接続させた外側コアと、前記内側コアと前記外側コアとを連結し、前記外側コアの前記シャフトの軸方向の両端面に被さった樹脂製の連結部材と、を備えた回転子の製造方法であって、
前記連結部材を樹脂で成型する成型工程を含み、
前記成型工程では、前記連結部材を樹脂で成型するときの樹脂圧によって金型の内周面に前記外側コアの外周部を押し付け、前記分割コア同士の間の径方向外側部分を密着させる回転子の製造方法。
【請求項１０】
前記外側コアは、前記分割コア同士を接続する接続構造を有し、
前記分割コア同士を前記接続構造で接続する接続工程を含み、
前記成型工程では、前記接続工程で前記分割コア同士を接続された前記外側コアを金型内に配置し、前記連結部材を樹脂で成型するときの樹脂圧によって金型の内周面に前記外側コアの外周部を押し付け、前記分割コア同士の間の前記接続構造よりも径方向内側の隙間に樹脂を流入させ、前記分割コア同士の間の前記接続構造よりも径方向外側部分を密着させる請求項９に記載の回転子の製造方法。
【請求項１１】
前記成型工程では、前記分割コアの厚み偏差に応じた設定量の樹脂を金型内に供給し、樹脂を前記外側コアの前記シャフトの軸方向の両端面に被せた後の前記外側コアの前記軸方向の高さを一致させる請求項９または１０に記載の回転子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内側コアと外側コアとを連結する連結部材を備えた回転子、モータ、空気調和装置および回転子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータの回転子を形成する方式に関し、プレス加工によって打ち抜いたプレス材である薄板材を積層して形成する積層方式が知られている。積層方式は、ＳＰＭモータ、ＩＰＭモータまたはアウターロータの回転子などにも広く採用される。
回転子を形成する金属のうち、特に磁力を形成する部分であるコアバックには、鉄損の影響が少ない電磁鋼板が用いられる。しかし、電磁鋼板を用いても、磁界による渦電流損失などが発生する。このため、積層を実施せずに回転子を形成することは困難である。【０００３】
積層方式によって回転子を形成する場合には、たとえば、プレス加工によって円環状の回転子形状の薄板材を形成し、形成した薄板材を積層して固定するという手法が用いられる（たとえば、特許文献１参照）。
また、回転子を分割した形状の薄板材を形成し、薄板材を積層させた分割コアを円環状に接続するという手法も知られている（たとえば、特許文献２参照）。【０００４】
特許文献１には、固定子鉄心に形成されたティースのたわみを抑制するために、金型に設けた支持部でティースの中央付近を支持して金型内に樹脂を注入するという方法が開示されている。
また、特許文献２には、分割コアからなる回転子鉄心、フレームおよび永久磁石を一体化する成形方法が開示されている。具体的には、回転子鉄心に設けられた複数の穴の各々に断面半円形状に重ねた２枚の永久磁石を挿入し、成形型を用いて、フレームに設けられた樹脂通孔から樹脂を注入するという方法が採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１２５５２４号公報
【特許文献２】特開２００８−２５９３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のように、矩形状のスリット材から打ち抜いて固定子形状の薄板材を形成する場合は、端材となる部分が多くなるため、歩留まりおよびコストが悪化し、生産性が低いという課題がある。
一方、特許文献２のように、分割コアを接続して回転子鉄心を形成する場合は、薄板材の厚み偏差に起因して分割コアの積層した厚みがそろわず、樹脂によって一体成形する際に、分割コアの表面を均一に覆うことができず、歩留まりが悪化し、生産性が低いという課題がある。
また、特許文献２のような構造の場合には、分割コアの接続に関し、永久磁石を分割コアに挿入するため、分割コア同士の接続部に隙間を開けてしまう結果、回転子に必要な真円度が出ない。回転子の真円度が出ない場合には、磁束が乱れることによって磁気吸引力のアンバランスによる振動、コギング音の増大などの信頼性の問題が発生する。
また、特許文献１、２のモータには、回転子の電食を防ぐための絶縁処理が施されていないため、信頼性が担保されていないという課題がある。【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、生産性および信頼性が高くかつ構造の安定した回転子、モータ、空気調和装置および回転子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る回転子は、シャフトと、前記シャフトが挿入される内側コアと、前記内側コアの径方向外側に設けられ、薄板材が複数積層された複数の分割コアを円環状に接続させた外側コアと、前記内側コアと前記外側コアとを連結し、前記外側コアの前記シャフトの軸方向の両端面に被さった樹脂製の連結部材と、を備え、前記外側コアは、前記分割コア同士の間の径方向外側部分を密着させたものである。【０００９】
本発明に係るモータは、上記の回転子と、前記回転子の径方向外側に配置される固定子と、を備えたものである。【００１０】
本発明に係る空気調和装置は、上記のモータと、前記モータに駆動されるファンと、前記ファンによって発生させた気流で空気と冷媒とを熱交換させる熱交換器と、を備えたものである。【００１１】
本発明に係る回転子の製造方法は、シャフトと、前記シャフトが挿入される内側コアと、前記内側コアの径方向外側に設けられ、薄板材が複数積層された複数の分割コアを円環状に接続させた外側コアと、前記内側コアと前記外側コアとを連結し、前記外側コアの前記シャフトの軸方向の両端面に被さった樹脂製の連結部材と、を備えた回転子の製造方法であって、前記連結部材を樹脂で成型する成型工程を含み、前記成型工程では、前記連結部材を樹脂で成型するときの樹脂圧によって金型の内周面に前記外側コアの外周部を押し付け、前記分割コア同士の間の径方向外側部分を密着させるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る回転子、モータ、空気調和装置および回転子の製造方法によれば、薄板材が複数積層された複数の分割コアを円環状に接続させて外側コアを設けるため、端材となる部分が少なくなり、歩留まりが向上すると共にコストが低下し、生産性が高い。
また、連結部材が外側コアのシャフトの軸方向の両端面に被さるため、分割コアの表面を均一に覆うことができ、歩留まりが向上し、生産性が高い。
さらに、分割コア同士の間の径方向外側部分を密着させるため、永久磁石が外側コアに均等間隔で配置でき、回転子に必要な真円度が出せる。したがって、回転子の真円度が出ており、磁束が乱れず磁気吸引力がバランスされ、振動、コギング音などが低下し、信頼性が向上する。
また、樹脂製の連結部材が内側コアと外側コアとを連結するため、樹脂製の連結部材によって絶縁処理を施すことができ、内側コアと外側コアとの間の電食が防止され、信頼性が向上する。
このように、回転子の構造が安定し、生産性および信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係るモータの側面を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るモータを構成する回転子の上面を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るモータを構成する回転子の永久磁石を取り除いた状態を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るモータを構成する回転子の上から見た回転子本体を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るモータを構成する回転子の下から見た回転子本体を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るモータを構成する回転子の回転子本体の断面を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るモータを構成する回転子の回転子本体の製造方法を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態に係るモータを構成する回転子の分割コアを接続する状態を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態に係るモータを構成する回転子の分割コアを接続して外側コアを構成した状態を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係るモータを構成する回転子の分割コア同士を接続する接続構造を示す拡大図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係るモータを構成する回転子の回転子本体を樹脂によって成型する状態を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係るモータを構成する回転子の分割コア同士を接続する接続構造の成型するときの状態を示す拡大図である。
【図１３】本発明の実施の形態に係るモータが搭載される空気調和装置の外観を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態に係るモータとモータによって駆動されるファンとの側面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一のまたはこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。
さらに、明細書全文に示されている構成要素の形態は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。
【００１５】
実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態に係るモータ１００の側面を示す図である。図２は、本発明の実施の形態に係るモータ１００を構成する回転子１０の上面を示す図である。図３は、本発明の実施の形態に係るモータ１００を構成する回転子１０の永久磁石１２を取り除いた状態を示す斜視図である。
図１〜図３に示すように、モータ１００は、図示しないコイルが巻装された固定子２０と、固定子２０の径方向内側に回転自在に設置された回転子１０と、固定子２０を別の樹脂でモールドして固定した本体外殻４０と、を備えている。
【００１６】
固定子２０は、回転子１０の径方向外側に配置されている。固定子２０は、電磁鋼板を複数重ね合わせて構成した固定子磁極片と、電源から供給される電流が流れる巻線と、固定子磁極片に設けられ、コイルの絶縁に利用されるインシュレータと、を有している。
【００１７】
回転子１０は、回転子本体１に、シャフト１１が連結されたものである。回転子本体１は、回転子鉄心である。回転子本体１は、ボスである内側コア２およびヨークである外側コア３と、内側コア２と外側コア３とを樹脂でモールドして連結した連結部材４と、を有している。
また、回転子１０には、図示しないベアリングが設けられている。回転子１０は、円筒形の固定子２０と同軸となるように配設されている。シャフト１１は、回転子本体１の内側コア２に挿入されている。
さらに、回転子１０には、回転子本体１の外周面に複数の永久磁石１２が均等間隔で貼り付けて配置されている。
【００１８】
回転子１０は、固定子２０に巻装されたコイルに通電することにより形成された磁場と、回転子１０の外周面に配置された永久磁石１２とが反発することによって回転する。ここで、永久磁石１２が貼り付けられた回転子１０は、たとえばＳＰＭモータの回転子として利用される。
【００１９】
図４は、本発明の実施の形態に係るモータ１００を構成する回転子１０の上から見た回転子本体１を示す斜視図である。図５は、本発明の実施の形態に係るモータ１００を構成する回転子１０の下から見た回転子本体１を示す斜視図である。図６は、本発明の実施の形態に係るモータ１００を構成する回転子１０の回転子本体１の断面を示す説明図である。
回転子本体１は、シャフト１１が挿入される内側コア２と、内側コア２の径方向外側に設けられ、薄板材が複数積層された複数の分割コア３ａを円環状に接続させた外側コア３と、内側コア２と外側コア３とを連結し、外側コア３のシャフト１１の延出される軸方向の両端面に被さった樹脂製の連結部材４と、を有している。
【００２０】
内側コア２は、１部材で構成された円板状であり、中心にシャフト１１を挿入する挿入孔２ａが形成されている。また、内側コア２には、挿入孔２ａの周囲に、軽量化を図る肉抜き孔２ｂが形成されている。
【００２１】
外側コア３は、複数の分割コア３ａが円環状に接続されて、内側コア２の径方向外側に設けられたものである。
各分割コア３ａは、薄板材が複数枚積層されたものである。具体的には、各分割コア３ａは、薄板材を積層して必要高さまで積み上げていき、カシメなどによって固定されている。
【００２２】
外側コア３は、分割コア３ａの構成数である分割数を多くすれば多くするほど、円弧状である分割コア３ａの外径が直線に近くなるため、矩形状のスリット材から薄板材を打ち抜く際に生じる端材が減少し、歩留まりが向上する。しかし、積層および接続などの組み立てに時間を要するというデメリットがある。
また、永久磁石１２の配置面に分割コア３ａ同士の境目である分割部を設けるという構成を採った場合には、分割部には空気層がありフラックスバリアになり、分割部が磁束の抵抗になり、効率の悪化につながる。
よって、外側コア３の分割数は、モータ極数が４極ならば４分割、６極ならば６分割、すなわちｎ極ならばｎ分割といったように、モータ極数に合わせて決定するとよい。外側コア３の分割数をモータ極数に合わせれば、磁束の影響を抑制することができる。実施の形態では、分割数をモータ極数の１０個に合わせている。
【００２３】
また、外側コア３は、外周面に永久磁石１２を貼り付ける場合に、分割コア３ａを接続した分割部の表面に段差があると、永久磁石１２の貼り付け時に接着強度が十分に獲れないことがある。このため、上記のように、外側コア３の分割数をモータ極数に合わせ、分割部に永久磁石１２を貼り付けないことが好ましい。
【００２４】
連結部材４は、樹脂製であり、内側コア２と外側コア３とを平面状に連結する主円環部４ａと、内側コア２と内側コア２よりもシャフト１１の軸方向の高さが高い外側コア３とを一定間隔ごとに補強する三角形状の補強リブ４ｂと、を有している。主円環部４ａは、外側コア３のシャフト１１の軸方向両端面に被さっている。補強リブ４ｂは、分割コア３ａの周方向中央に位置するように、分割コア３ａのそれぞれに対応して１０個設けられている。
【００２５】
図７は、本発明の実施の形態に係るモータ１００を構成する回転子１０の回転子本体１の製造方法を示すフローチャートである。
回転子本体１の製造方法は、接続工程Ｓ１と、成型工程Ｓ２と、を含む。
【００２６】
図８は、本発明の実施の形態に係るモータ１００を構成する回転子１０の分割コア３ａを接続する状態を示す図である。図９は、本発明の実施の形態に係るモータ１００を構成する回転子１０の分割コア３ａを接続して外側コア３を構成した状態を示す図である。
接続工程Ｓ１では、各分割コア３ａが金型２００の下型２００ａ内に成型させる前に１つずつ配置され、図８に示すように分割コア３ａ同士が接続される。図９に示すように、接続された分割コア３ａは、円環状となり、外側コア３を構成する。
【００２７】
図１０は、本発明の実施の形態に係るモータ１００を構成する回転子１０の分割コア３ａ同士を接続する接続構造３０を示す拡大図である。
接続工程では、各分割コア３ａの周方向端部に形成されている接続構造３０を用いて分割コア３ａ同士を接続する。接続構造３０は、分割コア３ａの周方向端部の径方向中央部に形成されている。
接続構造３０は、一方の周方向端部に形成されているあり溝３１と、他方の周方向端部に形成され、あり溝３１に嵌まり込む凸部３２と、を有している。
【００２８】
あり溝３１は、外側コア３のシャフト１１の延出される軸方向を向いた面に、底部３１ａが開口部３１ｂよりも大きな溝形状に形成されている。
あり溝３１の径方向内側の側部３１ｃは、周方向に対して傾斜角度を有して傾斜している。また、あり溝３１よりも径方向内側の径方向内側端部３ｂは、径方向に対して傾斜角度を有して傾斜している。
一方、あり溝３１の径方向外側の側部３１ｄは、周方向に延出されている。あり溝３１よりも径方向外側部分の径方向外側端部３ｃは、径方向に沿っている。
【００２９】
凸部３２は、外側コア３のシャフト１１の延出される軸方向を向いた面に、先端部３２ａが根元部３２ｂよりも大きな突出形状に形成されている。
凸部３２の径方向内側の側部３２ｃは、あり溝３１の側部３１ｃに対応して周方向に対して傾斜角度を有して傾斜している。また、凸部３２よりも径方向内側の径方向内側端部３ｄは、径方向に対して傾斜角度を有して傾斜している。このように、あり溝３１の側部３１ｃと凸部３２の側部３２ｃとの間および接続構造３０よりも径方向内側端部３ｂ、３ｄ同士の間には、寸法に差を設けており、隙間が形成されている。
一方、凸部３２の径方向外側の側部３２ｄは、あり溝３１の側部３１ｄに対応して周方向に延出されている。凸部３２よりも径方向外側部分の径方向外側端部３ｅは、径方向に沿っている。あり溝３１の側部３１ｄと凸部３２の側部３２ｄとの間および接続構造３０よりも径方向外側端部３ｃ、３ｅ同士の間は、後述するように金型２００の内周面２０１に分割コア３ａ同士を押し付けると、完全に接触する寸法に設けてあり、隙間なく密接する。この密接した状態で、外側コア３が円環状に形成される。
【００３０】
接続工程Ｓ１では、あり溝３１に凸部３２を嵌め込むことで、分割コア３ａ同士を接続している。
なお、接続工程Ｓ１では、あり溝３１に凸部３２を嵌め込んだだけであり、分割コア３ａ同士は、金型２００の下型２００ａ内で遊びを有して接続される。この遊びが分割コア３ａの全てを円環状に接続する際の組み易さにもなっている。また、あり溝３１に凸部３２を嵌め込んだ状態は、分割コア３ａの動ける範囲を規制し、分割コア３ａ同士の接続が外れ難くなっている。
また、接続工程Ｓ１の後に、内側コア２も金型２００の下型２００ａ内の所定位置に設置される。
【００３１】
図１１は、本発明の実施の形態に係るモータ１００を構成する回転子１０の回転子本体１を樹脂によって成型する状態を示す図である。
成型工程Ｓ２では、内側コア２と分割コア３ａ同士を接続して円環状となった外側コア３とを配置した下型２００ａに上型２００ｂを型閉めし、樹脂を金型２００内に供給する。樹脂は、連結部材４を成型する。金型２００では、射出成形が実施される。
【００３２】
成型工程Ｓ２では、分割コア３ａの積層した厚み偏差に応じた設定量の樹脂を金型２００内に供給し、樹脂を外側コア３のシャフト１１の軸方向の両端面に被せた後の外側コア３の軸方向の高さを全周的に一致させる。外側コア３の上面は、一部に樹脂を被せていく。外側コア３の下面は、外側コア３を支持している円柱状の支持部を除き全面に樹脂を被せていく。
【００３３】
また、金型２００は、樹脂を金型２００内に供給する図示しない供給口を、連結部材４の主円環部４ａを成型する部分に有している。このため、樹脂は、金型２００の連結部材４を成型するキャビティ内を径方向内側および外側に流れていく。
【００３４】
図１２は、本発明の実施の形態に係るモータ１００を構成する回転子１０の分割コア３ａ同士を接続する接続構造３０の成型するときの状態を示す拡大図である。
図１２に示すように、成型工程Ｓ２では、樹脂が外側コア３の内側から流れてくる。そして、図示矢印のように連結部材４を樹脂で成型するときの樹脂圧によって、金型２００の内周面２０１に外側コア３の外周部が押し付けられる。そのため、分割コア３ａ同士の間の接続構造３０よりも径方向内側の隙間に樹脂が流入する。一方、分割コア３ａ同士の間の接続構造３０よりも径方向外側部分が密着する。
【００３５】
具体的には、あり溝３１の側部３１ｃと凸部３２の側部３２ｃとの間および接続構造３０よりも径方向内側端部３ｂ、３ｄ同士には、寸法に差を設けており、隙間が形成されている。このため、金型２００の内周面２０１に分割コア３ａ同士を押し付けると、連結部材４を樹脂で成型するときの樹脂圧によって、あり溝３１の側部３１ｃと凸部３２の側部３２ｃとの間および接続構造３０よりも径方向内側端部３ｂ、３ｄ同士との間に隙間が広がり、樹脂が流入する。
【００３６】
一方、あり溝３１の側部３１ｄと凸部３２の側部３２ｄとの間および接続構造３０よりも径方向外側端部３ｃ、３ｅ同士の間は、金型２００の内周面２０１に分割コア３ａ同士を押し付けると、完全に接触する寸法に設けてあり、動ける範囲が規制されて隙間なく密接する。このため、金型２００の内周面２０１に分割コア３ａ同士を押し付けると、連結部材４を樹脂で成型するときの樹脂圧によって、あり溝３１の側部３１ｄと凸部３２の側部３２ｄとの間および接続構造３０よりも径方向外側端部３ｃ、３ｅ同士の間が強制的に密着する。この密着状態が外側コア３を円環状に形成する。
また、この密着する状態は、樹脂を分割コア３ａ同士の間から径方向外側の外側コア３の外周面側に流出することを防止している。
【００３７】
上述のように、実施の形態では、分割コア３ａに接続構造３０を有することで、樹脂を用いて連結部材４を成型すると同時に、外側コア３を円環状に矯正することができる。すなわち、分割コア３ａのばらつきを無視して回転子本体１を真円度の出た形状に形成することができる。このため、回転子１０の構造を安定させ、歩留まりおよび信頼性の向上を図ることができ、結果として、回転子１０およびモータ１００の長寿命化を図ることができる。
【００３８】
なお、一般に、回転子本体１をモールド成形などの成型する際に使用する樹脂としては、熱可塑性樹脂が用いられる。上述のように、永久磁石１２を貼り付けるＳＰＭモータなどに回転子本体１を適用する場合は、たとえばＰＢＴ樹脂など、永久磁石１２を貼り付ける際に妨げとならない程度の収縮性を有する樹脂を連結部材４に採用するとよい。また、強度を重視する場合には、ＰＰ（ｐｏｌｙ  ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）などの安価な樹脂を連結部材４に採用してもよい。さらに、回転子本体１の外周面に永久磁石１２を配置しない回転子１０をＩＰＭモータなどに適用する場合には、たとえば、熱硬化性樹脂などの収縮率が小さい樹脂を用いてもよい。
【００３９】
実施の形態では、回転子１０を適用するモータ１００の種類に応じて、連結部材４を構成する樹脂を適宜選択するようにしている。たとえば、回転子１０をＳＰＭモータに適用する場合には、好適な収縮性を有する樹脂を用いる。このため、金型２００において、樹脂を外側コア３のシャフト１１の延出される軸方向の端面の全面に流しても、樹脂の収縮により、永久磁石１２を貼り付ける回転子本体１の外周面には影響が及ばない。
【００４０】
次に、実施の形態１におけるモータ１００を搭載した空気調和装置５０と、モータ１００の固定状態と、について説明する。
図１３は、本発明の実施の形態に係るモータ１００が搭載される空気調和装置５０の外観を示す図である。
空気調和装置５０は、たとえば、室外機であり、モータ１００を備えている。このため、モータ１００の長寿命化に伴い、装置としての信頼性が向上されている。
【００４１】
図１３に示すように、空気調和装置５０は、箱状に形成された筐体５１と、筐体５１の側面の開口により形成された吸込口５２と、吸込口５２に沿うように筐体５１内に配置された図示しない熱交換器と、筐体５１の天面の開口により形成された吹出口５３と、吹出口５３を覆うように通風可能に設けられたファンガード５４と、を有している。
ファンガード５４の内部には、モータ１００により駆動される後述する図１４に示すようにファン５５が設置されている。
上記のように構成された空気調和装置５０において、ファン５５が回転すると、筐体５１側面の吸込口５２から空気が吸い込まれ、熱交換器を通過後、垂直方向の流れとなって、筐体５１上部に形成された吹出口５３から図１３の矢印のように吹き出される。
【００４２】
図１４は、本発明の実施の形態に係るモータ１００とモータ１００によって駆動されるファン５５との側面を示す図である。
図１４に示すように、モータ１００は、空気調和装置５０内において、脚部５６を利用して支持部材５７に設置されている。また、モータ１００のシャフト１１には、ファン５５が取り付けられている。
【００４３】
支持部材５７は、たとえば、２本のレールにより構成される。モータ１００は、底面側が支持部材５７と接し、シャフト１１が上方に向くように載置される。モータ１００のシャフト１１には、ファン５５が取り付けられ、ファン５５は、モータ１００の回転子１０が回転することにより駆動される。
【００４４】
ここで、ファン５５の翼下端と支持部材５７との間には、間隔が空くようにシャフト１１の長さが設定される。実施の形態では、モータ１００が、支持部材５７上に載置されて固定されるため、モータ１００の中央部分を支持する場合と比較して、シャフト１１の長さＬを短くできることから、ファン５５の軸ぶれを軽減することができる。また、実施の形態における空気調和装置５０は、搭載したモータ１００の長寿命化に伴って、信頼性の向上を図ることができる。
【００４５】
なお、モータ１００は、平面視における本体外殻４０の直径が、ファン５５のファンボス５５ａの直径Ｄよりも小さくなるように構成することができる。この構成によると、モータ１００の下方から上方に向かう風の抵抗が軽減される。
【００４６】
以上の実施の形態によると、回転子１０は、シャフト１１を備えている。シャフト１１が挿入される内側コア２を備えている。内側コア２の径方向外側に設けられ、薄板材が複数積層された複数の分割コア３ａを円環状に接続させた外側コア３を備えている。内側コア２と外側コア３とを連結し、外側コア３のシャフト１１の軸方向の両端面に被さった樹脂製の連結部材４を備えている。外側コア３は、分割コア３ａ同士の間の径方向外側部分を密着させている。
この構成によれば、薄板材が複数積層された複数の分割コア３ａを円環状に接続させて外側コア３を設けるため、端材となる部分が少なくなり、歩留まりが向上すると共にコストが低下し、生産性が高い。
また、連結部材４が外側コア３のシャフト１１の軸方向の両端面に被さるため、分割コア３ａの表面を均一に覆うことができ、歩留まりが向上し、生産性が高い。
さらに、分割コア３ａ同士の間の径方向外側部分を密着させるため、永久磁石１２が外側コア３に均等間隔で配置でき、回転子１０に必要な真円度が出せる。したがって、回転子１０の真円度が出ており、磁束が乱れず磁気吸引力がバランスされ、振動、コギング音などが低下し、信頼性が向上する。
また、樹脂製の連結部材４が内側コア２と外側コア３とを連結するため、樹脂製の連結部材４によって絶縁処理を施すことができ、内側コア２と外側コア３との間の電食が防止され、信頼性が向上する。
このように、回転子１０の構造が安定し、生産性および信頼性の向上を図ることができる。
【００４７】
外側コア３は、分割コア３ａ同士の間の径方向内側の隙間に樹脂が流入しており、分割コア３ａ同士の間の径方向外側部分を密着させている。
この構成によれば、連結部材４を樹脂で成型したときに、樹脂圧によって金型２００の内周面２０１に外側コア３の外周部を押し付け、分割コア３ａ同士の間の径方向内側の隙間に樹脂を流入させ、分割コア３ａ同士の間の径方向外側部分を密着させることができる。これにより、分割コア３ａ同士の間の径方向外側部分を密着させるため、永久磁石１２が外側コア３に均等間隔で配置でき、回転子１０に必要な真円度が出せる。
【００４８】
外側コア３は、連結部材４を樹脂で成型したときの樹脂圧によって金型２００の内周面２０１に外側コア３の外周部を押し付けた状態で、分割コア３ａ同士の間の径方向外側部分を密着させている。
この構成によれば、連結部材４を樹脂で成型するときに、樹脂圧によって金型２００の内周面２０１に外側コア３の外周部を押し付け、分割コア３ａ同士の間の径方向外側部分を密着させることができる。これにより、分割コア３ａ同士の間の径方向外側部分を密着させるため、永久磁石１２が外側コア３に均等間隔で配置でき、回転子１０に必要な真円度が出せる。
【００４９】
回転子１０は、分割コア３ａ同士を接続する接続構造３０を有している。外側コア３は、分割コア３ａ同士の間の接続構造３０よりも径方向内側の隙間に樹脂が流入しており、分割コア３ａ同士の間の接続構造３０よりも径方向外側部分を密着させている。
この構成によれば、連結部材４を樹脂で成型したときに、樹脂圧によって金型２００の内周面２０１に外側コア３の外周部を押し付け、分割コア３ａ同士の間の接続構造３０よりも径方向内側の隙間に樹脂を流入させ、分割コア３ａ同士の間の接続構造３０よりも径方向外側部分を密着させることができる。これにより、分割コア３ａ同士の間の径方向外側部分を密着させるため、永久磁石１２が外側コア３に均等間隔で配置でき、回転子１０に必要な真円度が出せる。
【００５０】
接続構造３０は、あり溝３１と、あり溝３１に嵌まり込む凸部３２と、を有している。
この構成によれば、分割コア３ａ同士の間の接続構造３０よりも径方向内側の隙間に樹脂を流入させ、分割コア３ａ同士の間の接続構造３０よりも径方向外側部分を密着させることができる。
また、分割コア３ａ同士の接続が外れ難くなり、製造が容易になる。
【００５１】
外側コア３は、露出した外周面に永久磁石１２を配置している。
この構成によれば、ＳＰＭモータの回転子として利用することができる。
特に、永久磁石１２は、外側コア３を構成する分割コア３ａ同士を接続した分割部にまたがらずに配置される。すなわち、永久磁石１２は、外側コア３を構成する分割コア３ａの数に合わせて分割コア３ａの各外周面に配置される。
この構成によれば、外側コア３の分割数がモータ極数に合わせられており、磁束の影響を抑制することができる。また、分割コア３ａを接続した分割部の表面に段差がある場合の、永久磁石１２の貼り付け時の接着強度が十分に獲れないことが防止できる。
【００５２】
モータ１００は、上記の回転子１０と、回転子１０の径方向外側に配置される固定子２０と、を備えている。
この構成によれば、回転子１０の構造が安定し、生産性および信頼性の向上を図れているため、モータ１００の長寿命化を図ることができる。
【００５３】
空気調和装置５０は、上記のモータ１００と、モータ１００に駆動されるファン５５と、ファン５５によって発生させた気流で空気と冷媒とを熱交換させる熱交換器と、を備えている。
この構成によれば、モータ１００の長寿命化に伴い、装置としての信頼性が向上できる。
【００５４】
回転子１０の製造方法は、シャフト１１と、シャフト１１が挿入される内側コア２と、内側コア２の径方向外側に設けられ、薄板材が複数積層された複数の分割コア３ａを円環状に接続させた外側コア３と、内側コア２と外側コア３とを連結し、外側コア３のシャフト１１の軸方向の両端面に被さった樹脂製の連結部材４と、を備える回転子１０を製造する。回転子１０の製造方法は、連結部材４を樹脂で成型する成型工程Ｓ２を含む。成型工程Ｓ２では、連結部材４を樹脂で成型するときの樹脂圧によって金型２００の内周面２０１に外側コア３の外周部を押し付け、分割コア３ａ同士の間の径方向外側部分を密着させる。
この構成によれば、分割コア３ａ同士の間の径方向外側部分を密着させるため、永久磁石１２が外側コア３に均等間隔で配置でき、回転子１０に必要な真円度が出せる。
【００５５】
外側コア３は、分割コア３ａ同士を接続する接続構造３０を有している。回転子１０の製造方法は、分割コア３ａ同士を接続構造３０で接続する接続工程Ｓ１を含む。成型工程Ｓ２では、接続工程Ｓ１で分割コア３ａ同士を接続された外側コア３を金型２００内に配置し、連結部材４を樹脂で成型するときの樹脂圧によって金型２００の内周面２０１に外側コア３の外周部を押し付け、分割コア３ａ同士の間の接続構造３０よりも径方向内側の隙間に樹脂を流入させ、分割コア３ａ同士の間の接続構造３０よりも径方向外側部分を密着させる。
この構成によれば、分割コア３ａ同士の間の径方向外側部分を密着させるため、永久磁石１２が外側コア３に均等間隔で配置でき、回転子１０に必要な真円度が出せる。
【００５６】
成型工程Ｓ２では、分割コア３ａの積層した厚み偏差に応じた設定量の樹脂を金型２００内に供給し、樹脂を外側コア３のシャフト１１の軸方向の両端面に被せた後の外側コア３の軸方向の高さを一致させる。
この構成によれば、連結部材４が外側コア３のシャフト１１の軸方向の両端面に被さるため、分割コア３ａの表面を均一に覆うことができ、回転子１０の高さが一定に安定し、歩留まりが向上し、生産性が高い。
【００５７】
なお、上記実施の形態は、回転子、モータ、空調調和装置、および回転子の製造方法における好適な具体例である。上述では、技術的に好ましい種々の限定を付している場合がある。しかし、本発明の技術的範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。たとえば、上記実施の形態において、外側コアは、１０個の分割コアによって構成されているが、外側コアは、少なくとも円環状に形成されていればよい。すなわち、外側コアは、同形状である任意の個数の分割コアが接続された構成であってもよく、また、一部のみが分離されたような、異なる形状の分割コアが円環状に接続された構成であってもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１  回転子本体、２  内側コア、２ａ  挿入孔、２ｂ  肉抜き孔、３  外側コア、３ａ  分割コア、３ｂ  径方向内側端部、３ｃ  径方向外側端部、３ｄ  径方向内側端部、３ｅ  径方向外側端部、４  連結部材、４ａ  主円環部、４ｂ  補強リブ、１０  回転子、１１  シャフト、１２  永久磁石、２０  固定子、３０  接続構造、３１  あり溝、３１ａ  底部、３１ｂ  開口部、３１ｃ  側部、３１ｄ  側部、３２  凸部、３２ａ  先端部、３２ｂ  根元部、３２ｃ  側部、３２ｄ  側部、４０  本体外殻、５０  空気調和装置、５１  筐体、５２  吸込口、５３  吹出口、５４  ファンガード、５５  ファン、５５ａ  ファンボス、５６  脚部、５７  支持部材、１００  モータ、２００  金型、２００ａ  下型、２００ｂ  上型、２０１  内周面。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年2月28日(2018.2.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明に係る回転子は、シャフトと、前記シャフトが挿入される内側コアと、前記内側コアの径方向外側に設けられ、薄板材が複数積層された複数の分割コアを円環状に接続させた外側コアと、前記内側コアと前記外側コアとを連結し、前記外側コアの前記シャフトの軸方向の両端面に被さった樹脂製の連結部材と、を備え、前記外側コアは、前記分割コア同士の間の径方向内側の隙間に樹脂が配置され、前記分割コア同士の間の径方向外側部分を密着させたものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、
前記シャフトが挿入される内側コアと、
前記内側コアの径方向外側に設けられ、薄板材が複数積層された複数の分割コアを円環状に接続させた外側コアと、
前記内側コアと前記外側コアとを連結し、前記外側コアの前記シャフトの軸方向の両端面に被さった樹脂製の連結部材と、
を備え、
前記外側コアは、前記分割コア同士の間の径方向内側の隙間に樹脂が配置され、前記分割コア同士の間の径方向外側部分を密着させた回転子。
【請求項２】
前記外側コアは、前記連結部材を樹脂で成型したときの樹脂圧によって金型の内周面に前記外側コアの外周部を押し付けた状態で、前記分割コア同士の間の径方向外側部分を密着させた請求項１に記載の回転子。
【請求項３】
前記分割コア同士を接続する接続構造を有し、
前記外側コアは、前記分割コア同士の間の前記接続構造よりも径方向内側の隙間に前記樹脂が配置され、前記分割コア同士の間の前記接続構造よりも径方向外側部分を密着させた請求項２に記載の回転子。
【請求項４】
前記接続構造は、あり溝と、前記あり溝に嵌まり込む凸部と、を有した請求項３に記載の回転子。
【請求項５】
前記外側コアは、露出した外周面に永久磁石を配置した請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転子。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転子と、
前記回転子の径方向外側に配置される固定子と、
を備えたモータ。
【請求項７】
請求項６に記載のモータと、
前記モータに駆動されるファンと、
前記ファンによって発生させた気流で空気と冷媒とを熱交換させる熱交換器と、
を備えた空気調和装置。
【請求項８】
シャフトと、前記シャフトが挿入される内側コアと、前記内側コアの径方向外側に設けられ、薄板材が複数積層された複数の分割コアを円環状に接続させた外側コアと、前記内側コアと前記外側コアとを連結し、前記外側コアの前記シャフトの軸方向の両端面に被さった樹脂製の連結部材と、を備えた回転子の製造方法であって、
前記連結部材を樹脂で成型する成型工程を含み、
前記成型工程では、前記連結部材を樹脂で成型するときの樹脂圧によって金型の内周面に前記外側コアの外周部を押し付け、前記分割コア同士の間の径方向外側部分を密着させる回転子の製造方法。
【請求項９】
前記外側コアは、前記分割コア同士を接続する接続構造を有し、
前記分割コア同士を前記接続構造で接続する接続工程を含み、
前記成型工程では、前記接続工程で前記分割コア同士を接続された前記外側コアを金型内に配置し、前記連結部材を樹脂で成型するときの樹脂圧によって金型の内周面に前記外側コアの外周部を押し付け、前記分割コア同士の間の前記接続構造よりも径方向内側の隙間に樹脂を流入させ、前記分割コア同士の間の前記接続構造よりも径方向外側部分を密着させる請求項８に記載の回転子の製造方法。
【請求項１０】
前記成型工程では、前記分割コアの厚み偏差に応じた設定量の樹脂を金型内に供給し、樹脂を前記外側コアの前記シャフトの軸方向の両端面に被せた後の前記外側コアの前記軸方向の高さを一致させる請求項８または９に記載の回転子の製造方法。
【国際調査報告】
2017090149.tif 000017
2017090149.tif 000018
2017090149.tif 000019
2017090149.tif 000020