(57)【要約】  モータ１０は、複数枚の軟磁性材料を積層して構成された第１部２１０と、第１部２１０を構成する軟磁性材料よりも板厚が厚く、導電性かつ非磁性の材料により構成され、負荷側の第３面２１ｃを有する第１部材２２１と、反負荷側の第４面２１ｄを有する第２部材２２２とを有する第２部２２０と、を有するステータ２０のステータコア２１と、ステータ２０のステータコア２１に磁束が流入するように回転可能に固定され、負荷側の第５面３２ａと反負荷側の第６面３２ｂとを有するロータ３０と、を有し、第５面３２ａが第３面２１ｃよりも反負荷側に位置する位置関係及び第６面３２ｂが第４面２１ｄよりも負荷側に位置する位置関係の少なくとも一方を満たす。
2018016026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアと、
ロータコアと、
を備えたモータであって、
前記ステータコアは、第１部と第２部とを有し、
前記第１部は、軟磁性材料で形成された多層の板を含み、
前記第２部は、前記第１部の負荷側の端面である第１面上に接し、導電性で非磁性の材料からなる第１板と、前記第１部の反負荷側の端面である第２面上に接した、導電性で非磁性の材料からなる第２板とを含み、
前記第１板は、前記多層の板の内の１枚の板の第１の厚さより厚く、前記第２板は、前記第１の厚さより厚く、
前記ロータコアは、前記ロータコアの負荷側の端面である第５面が前記第１板の負荷側の端面である第３面よりも反負荷側に位置する第１の条件、及び、前記ロータコアの反負荷側の端面である第６面が前記第２板の反負荷側の端面である第４面よりも負荷側に位置する第２の条件、の少なくとも一方を満たすように形成されたモータ。
【請求項２】
前記ロータコアは前記第１の条件を満たし、且つ、前記第５面が前記第１面よりも負荷側に位置する請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記ロータコアは前記第２の条件を満たし、且つ、前記第６面が前記第２面よりも反負荷側に位置する請求項１又は２に記載のモータ。
【請求項４】
ステータコアと、
ロータコアと、
を備えたモータであって、
前記ステータコアは、第１部と第２部とを有し、
前記第１部は、軟磁性材料で形成された多層の板を含み、
前記第２部は、前記第１部の負荷側の端面である第１面上に接した第１板と、前記第１部の反負荷側の端面である第２面上に接した第２板とを含み、
前記第１板は、前記多層の板の内の１枚の板の第１の厚さより厚く、前記第２板は、前記第１の厚さより厚く、
前記ロータコアの負荷側の端面である第５面から前記ロータコアの反負荷側の端面である第６面までの第２の厚さは、前記第２部の前記第１板の負荷側の端面である第３面から前記第２部の前記第２板の反負荷側の端面である第４面までの第３の厚さより薄いモータ。
【請求項５】
前記第１板及び前記第２板は、導電性で非磁性の材料からなる請求項４に記載のモータ。
【請求項６】
前記ロータコアは、前記第５面が前記第３面よりも反負荷側に位置する第１の条件、及び、前記第６面が前記第４面よりも負荷側に位置する第２の条件、の少なくとも一方を満たすように形成された請求項４又は５に記載のモータ。
【請求項７】
前記ロータコアは前記第１の条件を満たし、且つ、前記第５面が前記第１面よりも負荷側に位置する請求項６に記載のモータ。
【請求項８】
前記ロータコアは前記第２の条件を満たし、且つ、前記第６面が前記第２面よりも反負荷側に位置する請求項６又は７に記載のモータ。
【請求項９】
前記第１板のコアバック部分における軸方向の厚さは、前記第１板のティース部分における軸方向の厚さより厚く、
前記第２板のコアバック部分における軸方向の厚さは、前記第２板のティース部分における軸方向の厚さより厚い、
請求項１から８のいずれか１項に記載のモータ。
【請求項１０】
前記第１板の厚さは、２００μｍ以上であり、前記第２板の厚さは、２００μｍ以上である請求項１から９のいずれか１項に記載のモータ。
【請求項１１】
前記第１部に含まれる前記多層の板の１枚の厚さは、１０μｍから２００μｍの範囲内である請求項１から１０のいずれか１項に記載のモータ。
【請求項１２】
前記第２部は、アルミニウムを主成分とする材料により構成される請求項１から１１のいずれか１項に記載のモータ。
【請求項１３】
前記第２部は、積層された複数の材料層を有する請求項１から１２のいずれか１項に記載のモータ。
【請求項１４】
前記ロータコアの内部に埋め込まれた又は前記ロータコアの前記ステータコア側の表面に備えられた永久磁石を有する請求項１から１３のいずれか１項に記載のモータ。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか１項に記載のモータを有する送風機を備えた空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ及びモータを有する空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータのステータコアは、０．２ｍｍから０．５ｍｍの範囲内の板厚を有する電磁鋼板などの軟磁性材料板（薄板）をロータの軸方向に複数枚積層し、積層された複数枚の軟磁性材料板をカシメ加工などで固定することによって形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１５５３４７号公報（例えば、段落００２７〜００３１、図６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、軟磁性材料板としてアモルファス材料板を採用する場合には、剛性不足により、積層された複数枚の軟磁性材料板にカシメ加工を施すことは困難である。このため、積層された複数枚の軟磁性材料板を軸方向に挟み込む固定部が必要となる。一般に、ステータコアの固定部は渦電流損失を生じやすい導電性材料で形成されているので、ロータコアから生じる磁束がステータコアの固定部に流入することで固定部に渦電流が発生し、渦電流損失によるモータの効率低下が生じる。【０００５】
本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、渦電流損失を低減することができるモータ及びこのモータを有する空気調和機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】
【０００６】
本発明の一態様に係るモータは、ステータコアと、ロータコアと、を備えたモータであって、前記ステータコアは、第１部と第２部とを有し、前記第１部は、軟磁性材料で形成された多層の板を含み、前記第２部は、前記第１部の負荷側の端面である第１面上に接し、導電性で非磁性の材料からなる第１板と、前記第１部の反負荷側の端面である第２面上に接した、導電性で非磁性の材料からなる第２板とを含み、前記第１板は、前記多層の板の内の１枚の板の第１の厚さより厚く、前記第２板は、前記第１の厚さより厚く、前記ロータコアは、前記ロータコアの負荷側の端面である第５面が前記第１板の負荷側の端面である第３面よりも反負荷側に位置する第１の条件、及び、前記ロータコアの反負荷側の端面である第６面が前記第２板の反負荷側の端面である第４面よりも負荷側に位置する第２の条件、の少なくとも一方を満たすように形成されたことを特徴とする。【０００７】
本発明の他の態様に係るモータは、ステータコアと、ロータコアと、を備えたモータであって、前記ステータコアは、第１部と第２部とを有し、前記第１部は、軟磁性材料で形成された多層の板を含み、前記第２部は、前記第１部の負荷側の端面である第１面上に接した第１板と、前記第１部の反負荷側の端面である第２面上に接した第２板とを含み、前記第１板は、前記多層の板の内の１枚の板の第１の厚さより厚く、前記第２板は、前記第１の厚さより厚く、前記ロータコアの負荷側の端面である第５面から前記ロータコアの反負荷側の端面である第６面までの第２の厚さは、前記第２部の前記第１板の負荷側の端面である第３面から前記第２部の前記第２板の反負荷側の端面である第４面までの第３の厚さより薄いことを特徴とする。【０００８】
本発明のさらに他の態様に係る空気調和機は、送風機を備えた空気調和機であって、送風機は上述したモータを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るモータ及び空気調和機によれば、渦電流損失を低減することができるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係るモータの概略構造を示す縦断面図である。
【図２】実施の形態１に係るモータの全体の概略構造を示す縦断面図である。
【図３】（ａ）は、実施の形態１に係るモータのロータの概略構造を示す縦断面図であり、（ｂ）は、図３（ａ）に示されるロータをIII−III線で切る断面を示す横断面図である。
【図４】実施の形態１の変形例に係るモータの概略構造を示す縦断面図である。
【図５】比較例に係るモータの概略構造を示す縦断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係るモータの概略構造を示す縦断面図である。
【図７】（ａ）は、本発明の実施の形態３に係るモータの概略構造（図７（ｂ）をVII−VII線で切る断面）を示す横断面図であり、（ｂ）は、実施の形態３に係るモータの概略構造を示す縦断面図である。
【図８】本発明の実施の形態４に係る空気調和機の構成を概略的に示す図である。
【図９】ＳＰＭ構造を有するモータの概略構造を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態に係るモータを、図を参照しながら説明する。図には、図相互の関係を理解し易くするために、ｘｙｚ直交座標系が示されている。図において、ｘ軸は、モータの回転軸に平行な軸方向の座標軸として示されている。また、図において、ｙ軸は、モータの径方向に平行な座標軸として示されている。また、図において、ｚ軸は、ｘ軸及びｙ軸の両方に直交する座標軸として示されている。以下の説明において、モータの＋ｘ方向の側は「負荷側」であり、モータの−ｘ方向の側は「反負荷側」である。
【００１２】
《１》実施の形態１
《１−１》構成
図１は、本発明の実施の形態１に係るモータ１０の概略構造を示す縦断面図である。図１に示されるように、実施の形態１に係るモータ１０は、ステータ２０と、ロータ３０とを備えている。ステータ２０は、ステータコア２１と、巻線とを有している。ロータ３０は、シャフト３１と、シャフト３１に固定されたロータコア３２とを有している。また、モータ１０は、ハウジング（図示せず）を備えており、ハウジングにはステータ２０が固定されており、また、ハウジングにはロータ３０が軸受けを介して回転可能に支持されている。
【００１３】
ステータコア２１は、第１部２１０と第２部２２０とを有している。第１部２１０は、軟磁性材料で形成された積層された複数枚の板（多層の軟磁性材料板）２１１を含む。第２部２２０は、第１部２１０の負荷側の端面である第１面２１ａ上に備えられた第１板としての第１部材（固定部）２２１と、第１部２１０の反負荷側の端面である第２面２１ｂ上に備えられた第２板としての第２部材（固定部）２２２とを含む。第１部材２２１の厚さＴ２２１は、多層の軟磁性材料板２１１の内の１枚の板軟磁性材料板２１１の第１の厚さＴ２１１より厚い。また、第２部材２２２の厚さＴ２２２は、第１の厚さＴ２１１より厚い。このように、第１部材２２１と第２部材２２２とは、第１部２１０を軸方向（ｘ方向）に挟み込むよう配置されている。また、第２部材２２２と第１部２１０と第１部材２２１とは、この順に重ねられた状態で、ボルトとナット又はカシメ加工などによって固定される。
【００１４】
ロータコア３２は、ロータコア３２の負荷側の端面である第５面３２ａが第１部材２２１の負荷側（＋ｘ方向の側）の端面である第３面２１ｃよりも反負荷側（−ｘ方向の側）に位置する第１の条件、及び、ロータコア３２の反負荷側の端面である第６面３２ｂが第２部材２２２の反負荷側の端面である第４面よりも負荷側に位置する第２の条件、の少なくとも一方を満たすように形成されている。図１は、第２の条件を満たす構造を示している。
【００１５】
一般に、第１部２１０は、渦電流損失を低減するため、電磁鋼板などの鉄（Ｆｅ）を主成分とする薄板である軟磁性材料板により構成されている。第１部２１０は、ナノ結晶及び非晶質の結晶構造を有する軟磁性材料により構成されてもよい。
【００１６】
実施の形態１に係る第１部２１０は、例えば、板厚（ｘ方向の長さ）が１０μｍから２００μｍの範囲内の所定の板厚である複数枚の軟磁性材料板２１１を軸方向（ｘ方向）に積層して構成されている。図１に示されるように、実施の形態１において、第１部２１０は、１０枚の軟磁性材料板２１１をｘ方向に積層して構成されている。また、第１部２１０は、ティース部分２２と、コアバック部分２３とを有している。
【００１７】
板厚が２００μｍ以下の軟磁性材料板２１１は、剛性が不足しているため、カシメ加工などを施すことができない。このため、積層され複数枚の軟磁性材料板２１１をシャフト３１の軸方向（ｘ方向）に固定するためには、第１部２１０の軟磁性材料板２１１より板厚が厚く加工自由度が高い第２部２２０の第１部材２２１と第２部材２２２とにより、第１部２１０（第１部の第１面２１ａと第２面２１ｂと）を軸方向の両側から挟み込むようにした上で、これらを固定する必要がある。
【００１８】
図１に示されるように、第１部２１０は、軸方向両側から第２部２２０の第１部材２２１と第２部材２２２とにより挟み込まれて固定されている。図１において、第１部２１０の負荷側に位置する第２部２２０が第１部材２２１であり、第１部２１０の反負荷側に位置する第２部２２０が第２部材２２２である。
【００１９】
このように、第２部２２０の第１部材２２１と第２部材２２２とにより第１部２１０を軸方向両側から挟み込む場合には、軸方向に挟み込まれる箇所が、例えば、第１材料部２１０のコアバック部分２３のみであると、第２部２２０の第１部材２２１と第２部材２２２とにより挟み込まれていない部分である第１部２１０のティース部分２２が軸方向に広がるおそれがある。したがって、第２部２２０の第１部材２２１と第２部材２２２とは第１部２１０のコアバック部分２３及びティース部分２２の両方を挟み込む構造であることが望ましい。実施の形態１に係る第２材料部２２０の第１部材２２１と第２部材２２２とは、第１部２１０のコアバック部分２３及びティース部分２２の両方を挟み込むように構成されている。
【００２０】
第２部２２０の第１部材２２１と第２部材２２２とは、第１部２１０を軸方向に挟み込んで、ねじ止めなどにより固定される。このため、第２部２２０の第１部材２２１と第２部材２２２とはねじ止めに耐えることができる程度の機械的強度を有することが望ましい。また、上記したように、第２部２２０の第１部材２２１と第２部材２２２とは、第１部２１０の軸方向の端面である第１面２１ａと第２面２１ｂを全体的に（コアバック部分２３及びティース部分２２の両方を）抑え込む形状であることが望ましい。隣り合うティース部分２２の間には巻線可能なように空隙が設けられていることから、第２部２２０は隣り合うティース部分２２の間の空隙による凹凸に対応できるように、高い加工自由度を有する材料であることが望ましい。また、第２部２２０は第１部２１０を固定する固定部であり、低コストな材料で構成することが望ましい。
【００２１】
図１に示されるように、第１部材２２１の反負荷側の端面は、第１部２１０の負荷側の端面である第１面２１ａと密接し、第２部材２２２の負荷側の端面は、第１部２１０の反負荷側の端面である第２面２１ｂと密接している。
【００２２】
第２部２２０は、例えば、導電性かつ非磁性の材料により構成される。第２部２２０を構成する材料を導電性の材料としたのは、導電性の材料は、金属などに代表されるように、高い機械的強度及び高い加工自由度を有するため、第２部２２０に適していることによる。第２部２２０を構成する材料を非磁性の材料としたのは、非磁性の材料は透磁率が極めて低いため、ロータ３０から第２部２２０に流入する磁束を低減することができ、効率低下や騒音増加を引き起こす渦電流の発生を抑制することができることによる。第２部２２０は、例えば、アルミニウム、銅、及びステンレスを主成分とする材料により構成することができる。第２部２２０の第１部材２２１と第２部材２２２との各々は、１枚の材料板により構成してもよく、また、複数の材料層が積層された積層構造を有していてもよい。
【００２３】
第２部２２０の第１部材２２１と第２部材２２２との各々を１枚の材料板により構成した場合、第２部２２０の第１部材２２１と第２部材２２２との各々の板厚は、例えば、１００ｍｍ以下とすることが望ましい。第２部２２０が複数枚の材料板の積層構造を有している場合、各材料板の板厚は、例えば、６ｍｍ以下とすることが望ましい。第２部２２０における板厚を上記の値とすることにより、高精度な加工（例えば、プレス加工）を可能とすることができる。
【００２４】
図１に示されるように、ロータ３０のロータコア３２は負荷側の端面である第５面３２ａと反負荷側の端面である第６面３２ｂとを有する。また、ロータコア３２は、外周面３２ｃを有する。ロータコア３２の外周面３２ｃからは、径方向外側に向かう磁束が発生し、この磁束はステータコア２１内に流入する。ロータコア３２の外周面３２ｃから発生する磁束の向きは、図１において白抜きの矢印により示されている。
【００２５】
実施の形態１に係るモータ１０は、ロータコア３２の第５面３２ａがステータコア２１の第２部２２０の第１部材２２１の第３面２１ｃよりも反負荷側に位置する位置関係（第１の条件）、及び、ロータコア３２の第６面３２ｂがステータコア２１の第２部２２０の第２部材２２２の第４面２１ｄよりも負荷側に位置する位置関係（第２の条件）の少なくとも一方を満たしている。
【００２６】
図１に示されるように、実施の形態１において、ロータコア３２の反負荷側の第６面３２ｂは、ステータコア２１の第４面２１ｄよりも負荷側、かつ、ステータコア２１の第２面２１ｂよりも反負荷側に位置している。また、ロータコア３２の負荷側の第５面３２ａは、ステータコア２１の第３面２１ｃよりも負荷側に位置している。したがって、ステータコア２１の第２部２２０の第２部材２２２とロータコア３２とが軸方向に重なる部分の長さＬ１を、後述する比較例（図５）における長さＬ０よりも短くすることができる。
【００２７】
図２は、実施の形態１に係るモータ１０の全体の概略構造を示す縦断面図である。図２に示されるように、実施の形態１に係るモータ１０のステータ２０のステータコア２１は、第１部２１０及び第２部２２０（第１部材２２１と第２部材２２２）を有するステータコア２１にインシュレータ２４が嵌め込まれ、ティース部分２２にマグネットワイヤ（巻線）２５を巻いて形成されるコイルを有する。
【００２８】
インシュレータ２４は、マグネットワイヤ２５とステータコア２１とを絶縁するために設けられた構成である。インシュレータ２４は、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰｏｌｙＢｕｔｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ：ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（Ｐｏｌｙ  Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  Ｓｕｌｆｉｄｅ：ＰＰＳ）、液晶ポリマー（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｐｏｌｙｍｅｒ：ＬＣＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ：ＰＥＴ）といった絶縁性の樹脂又は紙で構成される。
【００２９】
ステータコア２１の外郭は、熱可塑性樹脂で形成されるモールド樹脂により取り囲まれており、中心にロータ３０の挿入孔が設けられ、ロータ３０は軸受３４によって回転可能にハウジングに固定されている。なお、ステータ２０は用途によってはモールドが使用されない場合がある。この場合には、例えば、ステータコア２１を円筒状のＦｅが主成分であるシェルに焼き嵌めることによって固定し、ステータ２０の中心にロータ３０のロータコア３２を回転可能に固定する構造を採用可能である。
【００３０】
図３（ａ）は、実施の形態１に係るモータ１０のロータ３０部分の概略構造を示す縦断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）をIII−III線で切る断面構造を概略的に示す横断面図である。図３（ａ）及び（ｂ）に示されるように、実施の形態１に係るモータ１０のロータ３０は、ＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ）構造を有している。
【００３１】
図３（ｂ）に示されるように、実施の形態１に係るモータ１０のロータコア３２は、板厚が０．２ｍｍから０．５ｍｍの電磁鋼板などのＦｅを主成分とする軟磁性材料板を複数枚積層した構造を有し、中心部に回転軸３１が貫通する構造を有する。軟磁性材料の外周側には、円周方向に等間隔に磁石挿入孔が設けられており、周方向に交互に異なる複数の磁石（永久磁石）３３が挿入される。
【００３２】
磁石３３には、ネオジウム、鉄、及びボロンを主成分とする希土類磁石、並びにサマリウム、鉄、及び窒素を主成分とする希土類磁石、並びにフェライト磁石のうちのいずれかが用いられる。また、磁石３３が軸方向に飛び出すことを防止するためにロータコア３２の軸方向端面にエンドプレート３５が設置され、ネジ３６などの固定部材によって固定されている。
【００３３】
《変形例》
図４は、実施の形態１の変形例に係るモータ１０Ａの概略構造を示す縦断面図である。図４において、図１に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図１に示される符号と同じ符号が付される。図４に示されるように、実施の形態１の変形例において、ロータ３０のロータコア３２の負荷側の第５面３２ａは、ステータ２０のステータコア２１の第３面２１ｃよりも反負荷側かつ、ステータ２０のステータコア２１の第１面２１ａよりも負荷側に位置している。また、ロータ３０のロータコア３２の反負荷側の第６面３２ｂは、ステータ２０のステータコア２１の第４面２１ｄよりも反負荷側に位置している。したがって、ステータコア２１の第２部２２０の内の、第１部材２２１とロータ３０のロータコア３２とが軸方向に重なる部分の長さＬ２を、後述する比較例（図５）における長さＬ０よりも短くすることができる。
【００３４】
《比較例》
図５は、比較例に係るモータ９００の概略構造を示す縦断面図である。図５において、図１に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図１に示される符号と同じ符号が付される。図５に示されるように、比較例において、ロータコア３２の負荷側の端面である第５面３２ａは、ステータコア２１の第３面２１ｃと軸方向において同じ位置に位置している。また、ロータコア３２の反負荷側の端面である第６面３２ｂは、ステータコア２１の第４面２１ｄと軸方向において同じ位置に位置している。したがって、比較例におけるステータコア２１の第１部材２２１及び第２部材２２２とロータコア３２とは、軸方向において長さＬ０で重なっている。
【００３５】
《１−２》効果
実施の形態１に係るモータ１０，１０Ａは、ロータコア３２の第５面３２ａがステータコア２１の第３面２１ｃよりも反負荷側に位置する位置関係（第１の条件）及びロータコア３２の第６面３２ｂがステータコア２１の第４面２１ｄよりも負荷側に位置する位置関係（第２の条件）の少なくとも一方を満たしている。これにより、ステータコア２１の第２部２２０の第１部材２２１と第２部材２２２の少なくとも一方において、第２部２２０とロータ３０とが軸方向に重なる部分の長さ（図１におけるＬ１又は図４におけるＬ２）を比較例（図５におけるＬ０）に比べて短くすることができる。したがって、ロータコア３２からステータコア２１の第２部２２０に流入する磁束を低減することができ、第２部２２０における渦電流損失を低減し、モータ１０，１０Ａの効率低下を抑制することができる。
【００３６】
実施の形態１に係るモータ１０，１０Ａによれば、第１部２１０は、板厚が１０μｍから２００μｍの範囲内の複数枚の軟磁性材料板２１１を軸方向に積層して構成されている。これにより、ステータコア２１に発生する渦電流を抑制することができ、モータ１０，１０Ａの効率を向上させることができる。
【００３７】
実施の形態１に係るモータ１０，１０Ａによれば、第１部２１０は、ナノ結晶及び非晶質の結晶構造を有する軟磁性材料により構成されていてもよい。ナノ結晶及び非晶質の結晶構造を有する軟磁性材料は、微細な結晶構造を有するため、渦電流損失を低減することができる。また、ナノ結晶及び非晶質の結晶構造を有する軟磁性材料は、高透磁率及び低保磁力という優れた軟磁気特性を有するため、ロータ３０のロータコア３２からの磁束収束量増加及びヒステリシス損失低減という効果を奏することができる。
【００３８】
実施の形態１に係るモータ１０，１０Ａによれば、第２部２２０は、導電性かつ非磁性の特徴を有する材料により構成されている。これにより、第２部２２０を高い機械的強度及び高い加工自由度を有する材料とすることができ、また、ロータ３０のロータコア３２から第２部２２０に流入する磁束を低減することができ、効率低下や騒音増加を引き起こす渦電流の発生を抑制することができる。
【００３９】
実施の形態１に係るモータ１０，１０Ａによれば、第２部２２０は、例えば、アルミニウムを主成分とする材料により構成されることができる。アルミニウムを主成分とする材料は、非磁性の材料であり、低コストの材料であり、更に、加工自由度が高い。また、アルミニウムを主成分とする材料は電気抵抗が高いため、第２部２２０に磁束が流入しても渦電流損失を抑制することができる。
【００４０】
実施の形態１に係るモータ１０，１０Ａによれば、モータ１０，１０Ａは、ＩＰＭ構造を有するＩＰＭモータである。ＩＰＭモータは希土類焼結磁石が用いられることが主流であり、フェライト焼結磁石、フェライトボンド磁石、希土類ボンド磁石などが用いられるＳＰＭ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ）モータに比べるとロータから発生する磁束量が多い。したがって、実施の形態１をＩＰＭモータに適用することにより、ＳＰＭモータに適用した場合と比較してより顕著に効果を発揮することができる。
【００４１】
《２》実施の形態２
《２−１》構成
図６は、本発明の実施の形態２に係るモータ１０Ｂの概略構造を示す縦断面図である。図６において、図１に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図１に示される符号と同じ符号が付される。図６に示されるモータ１０Ｂは、ロータ３０のロータコア３２の第５面３２ａがステータ２０のステータコア２１の第３面２１ｃよりも反負荷側に位置する点において、図１に示されるモータ１０と異なる。
【００４２】
図６に示されるように、実施の形態２に係るモータ１０Ｂにおいて、ロータ３０のロータコア３２の負荷側の端面である第５面３２ａは、ステータ２０のステータコア２１のステータコア２１の第３面２１ｃよりも反負荷側かつ、ステータ２０のステータコア２１の第１面２１ａよりも負荷側に位置している。また、ロータ３０のロータコア３２の反負荷側の端面である第６面３２ｂは、ステータ２０のステータコア２１の第４面２１ｄよりも負荷側かつ、ステータ２０のステータコア２１の第２面２１ｂよりも反負荷側に位置している。したがって、ロータ３０のロータコア３２の第５面３２ａと第６面３２ｂとの間の長さＬ５（第２の厚さ）が、ステータ２０のステータコア２１の第３面２１ｃと第４面２１ｄとの間の長さＬ６（第３の厚さ）よりも短い（Ｌ５＜Ｌ６）。
【００４３】
これにより、ステータコア２１の第２部２２０の内の、第１部材２２１とロータ３０のロータコア３２とが軸方向に重なる部分を長さＬ３とすることができ、かつ、第２部材２２２とロータ３０のロータコア３２とが軸方向に重なる部分を長さＬ４とすることができ、実施の形態１の比較例における長さＬ０と比べて低減することができる。
【００４４】
《２−２》効果
実施の形態２に係るモータ１０Ｂによれば、実施の形態１に係るモータ１０，１０Ａと同様の効果を得ることができる。
【００４５】
実施の形態２に係るモータ１０Ｂによれば、ロータ３０のロータコア３２の負荷側の端面である第５面３２ａは、ステータ２０のステータコア２１の第３面２１ｃよりも反負荷側かつ、ステータ２０のステータコア２１の第１面２１ａよりも負荷側に位置している。また、ロータ３０のロータコア３２の反負荷側の端面である第６面３２ｂは、ステータ２０のステータコア２１の第４面２１ｄよりも負荷側かつ、ステータ２０のステータコア２１の第２面２１ｂよりも反負荷側に位置している。そして、ロータ３０のロータコア３２の第５面３２ａと第６面３２ｂとの間の長さＬ５が、ステータ２０のステータコア２１の第３面２１ｃと第４面２１ｄとの間の長さＬ６よりも短い。したがって、第１部材２２１と第２部材２２２の双方において、ロータ３０のロータコア３２と軸方向に重なる部分の長さを低減することができる。これにより、ロータ３０のロータコア３２からステータコア２１の第２部２２０に流入する磁束を第１部材２２１と第２部材２２２の双方において低減することができ、渦電流損失を低減し、モータ１０Ｂの効率低下を抑制することができる。
【００４６】
《３》実施の形態３
《３−１》構成
図７（ａ）は、本発明の実施の形態３に係るモータ１０Ｃの概略構造を示す横断面図であり、図７（ｂ）をVII−VII線で切る断面構造を示す断面図である。図７（ｂ）は、本発明の実施の形態３に係るモータ１０Ｃの概略構造を示す縦断面図である。図７（ａ）及び（ｂ）において、図１に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図１に示される符号と同じ符号が付される。図７（ａ）及び（ｂ）に示されるモータ１０Ｃは、ステータコア２１の第２部２２０の形状において、図１に示されるモータ１０と異なる。
【００４７】
図７（ｂ）に示されるように、実施の形態３に係るモータ１０Ｃの第２部２２０のティース部分２２の軸方向の長さＬ７（ティース部分の厚み）は、第２部２２０のコアバック部分２３の軸方向の長さＬ８（コアバック部分の厚み）より短い（Ｌ７＜Ｌ８）。コアバック部分２３よりティース部分２２の方がロータ３０のロータコア３２との距離が近いことから、ロータ３０のロータコア３２からの磁束はコアバック部分２３よりティース部分２２の方に流入しやすい。そのため、ティース部分２２の第２部２２０への磁束流入を防ぐことは、第２部２２０で発生する渦電流の抑制に効果的となる。
【００４８】
《３−２》効果
実施の形態３に係るモータ１０Ｃによれば、実施の形態１に係るモータ１０，１０Ａと同様の効果を得ることができる。
【００４９】
実施の形態３に係るモータ１０Ｃによれば、第２部２２０のティース部分２２の軸方向の長さＬ７は、第２部２２０のコアバック部分２３の軸方向の長さＬ８より短い。これにより、第２部２２０のティース部分２２に流入する磁束を低減することができ、第２部２２０における渦電流損失を低減し、モータ１０Ｃの効率低下を抑制することができる。
【００５０】
《４》実施の形態４
《４−１》構成
図８は、本発明の実施の形態４に係る空気調和機４００の構成を概略的に示す図である。図８に示されるように、空気調和機４００は、室外機４１０と、室内機４２０と、室外機４１０と室内機４２０との間で冷媒を循環させるための冷媒配管４３０とを有している。
【００５１】
室外機４１０は、圧縮機４１１と、熱交換器４１２と、ファン４１３と、ファン４１３を回転させるモータ４１４とを有している。モータ４１４とファン４１３とは、熱交換器４１２に空気を流すための送風機を構成している。室内機４２０は、熱交換器４２１と、ファン４２２と、ファン４２２を回転させるモータ４２３とを有している。モータ４１４とファン４１３とは、熱交換器４２１に空気を流すための送風機を構成している。
【００５２】
実施の形態４に係る空気調和機４００においては、モータ４１４及びモータ４２３の内の少なくとも一方を、実施の形態１から実施の形態３に係るモータ１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃで構成している。実施の形態４に係る空気調和機４００においては、室内機４２０から冷たい空気を送風する冷房運転と室内機４２０から暖かい空気を送風する暖房運転のいずれかを選択的に行うことができる。モータ４１４及びモータ４２３の内の少なくとも一方として、実施の形態１から実施の形態３に係るモータ１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを採用している点以外について、実施の形態４に係る空気調和機４００は、従来の空気調整機と同じである。
【００５３】
《４−２》効果
実施の形態４に係る空気調和機４００によれば、実施の形態１から実施の形態３に記載されたモータ１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃによって得られる効果に加えて、空気調和機４００の効率向上、騒音低下の効果を得ることができる。
【００５４】
《５》変形例
以上、本発明に係るモータ及び空気調和機を実施の形態１から実施の形態４により説明したが、本発明の範囲内において、各実施の形態を組み合わせたり、各実施の形態を適宜変形したりすることが可能である。
【００５５】
上記実施の形態１から実施の形態４に係るモータ１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ及び空気調和機４００によれば、ロータが径方向中心にあり、ステータが径方向外側に位置するインナーロータ型モータについて本発明を適用した例を説明したが、ステータが径方向中心にあり、ロータが径方向外側に位置するアウターロータ型モータにおいても適用することができる。
【００５６】
上記実施の形態１から実施の形態４に係るモータ１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ及び空気調和機４００によれば、本発明を図３に示すようなＩＰＭ構造を有するロータ３０のロータコア３２について適用した例を説明したが、ロータは図９に示すように、ＳＰＭ構造を有するものとしてもよい。図９は、ＳＰＭ構造を有するモータの概略構造を示す縦断面図である。図９において、図２に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図２に示される符号と同じ符号が付される。図９に示されるように、ＳＰＭ構造を有するモータ５００は、円筒状の樹脂鉄心又はフェライトボンド磁石をヨーク５０２として用い、ロータの外周面に、ネオジウム、鉄、及びボロンを主成分とする希土類ボンド磁石や、サマリウム、鉄、及び窒素を主成分とする希土類ボンド磁石、フェライトボンド磁石のうちのいずれかの磁石５０３がヨーク５０２に一体成型されている。
【符号の説明】
【００５７】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ  モータ、  ２０  ステータ、  ２１  ステータコア、  ２１ａ  第１面、  ２１ｂ  第２面、  ２１ｃ  第３面、  ２１ｄ  第４面、  ２２  ティース部分、  ２３  コアバック部分、  ２４  インシュレータ、  ２５  マグネットワイヤ（巻線）、  ３０  ロータ、  ３１  回転軸（シャフト）、  ３２  ロータコア（ヨーク部）、  ３２ａ  第５面、  ３２ｂ  第６面、  ３３  磁石、  ３４  軸受、  ３５  エンドプレート、  ３６  ネジ、  ２１０  第１部、  ２１１  軟磁性材料板、  ２２０  第２部、  ２２１  第１部材、  ２２２  第２部材、  ３２ｃ  外周面、  ４００  空気調和機、  ４１０  室外機、  ４１１  圧縮機、  ４１２  熱交換器、  ４１３  ファン、  ４１４  モータ、  ４２０  室内機、  ４２３  モータ、  ４３０  冷媒配管、  ５００  モータ、  ５０２  ヨーク、  ５０３  磁石、  ９００  モータ。
【図１】
2018016026.tif 000003
【図２】
2018016026.tif 000004
【図３】
2018016026.tif 000005
【図４】
2018016026.tif 000006
【図５】
2018016026.tif 000007
【図６】
2018016026.tif 000008
【図７】
2018016026.tif 000009
【図８】
2018016026.tif 000010
【図９】
2018016026.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成30年5月1日(2018.5.1)
【手続補正１】
【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】
ステータコアと、
ロータコアと、
を備えたモータであって、
前記ステータコアは、第１部と第２部とを有し、
前記第１部は、軟磁性材料で形成された多層の板を含み、
前記第２部は、前記第１部の負荷側の端面である第１面上に接し、導電性で非磁性の材料からなる第１板と、前記第１部の反負荷側の端面である第２面上に接した、導電性で非磁性の材料からなる第２板とを含み、
前記第１板は、前記多層の板の内の１枚の板の第１の厚さより厚く、前記第２板は、前記第１の厚さより厚く、
前記ロータコアは、前記ロータコアの負荷側の端面である第５面が前記第１板の負荷側の端面である第３面よりも反負荷側に位置する第１の条件、及び、前記ロータコアの反負荷側の端面である第６面が前記第２板の反負荷側の端面である第４面よりも負荷側に位置する第２の条件を満たすように形成され、
前記第５面が前記第１面よりも負荷側に位置し、
前記第６面が前記第２面よりも反負荷側に位置するモータ。
【請求項２】
ステータコアと、
ロータコアと、
を備えたモータであって、
前記ステータコアは、第１部と第２部とを有し、
前記第１部は、軟磁性材料で形成された多層の板を含み、
前記第２部は、前記第１部の負荷側の端面である第１面上に接した第１板と、前記第１部の反負荷側の端面である第２面上に接した第２板とを含み、
前記第１板は、前記多層の板の内の１枚の板の第１の厚さより厚く、前記第２板は、前記第１の厚さより厚く、
前記ロータコアの負荷側の端面である第５面から前記ロータコアの反負荷側の端面である第６面までの第２の厚さは、前記第２部の前記第１板の負荷側の端面である第３面から前記第２部の前記第２板の反負荷側の端面である第４面までの第３の厚さより薄く、
前記第５面が前記第１面よりも負荷側に位置し、
前記第６面が前記第２面よりも反負荷側に位置するモータ。
【請求項３】
前記第１板及び前記第２板は、導電性で非磁性の材料からなる請求項２に記載のモータ。
【請求項４】
前記ロータコアは、前記第５面が前記第３面よりも反負荷側に位置する第１の条件、及び、前記第６面が前記第４面よりも負荷側に位置する第２の条件、の少なくとも一方を満たすように形成された請求項２又は３に記載のモータ。
【請求項５】
前記第１板のコアバック部分における軸方向の厚さは、前記第１板のティース部分における軸方向の厚さより厚く、
前記第２板のコアバック部分における軸方向の厚さは、前記第２板のティース部分における軸方向の厚さより厚い、
請求項１から４のいずれか１項に記載のモータ。
【請求項６】
前記第１板の厚さは、２００μｍ以上であり、前記第２板の厚さは、２００μｍ以上である請求項１から５のいずれか１項に記載のモータ。
【請求項７】
前記第１部に含まれる前記多層の板の１枚の厚さは、１０μｍから２００μｍの範囲内である請求項１から６のいずれか１項に記載のモータ。
【請求項８】
前記第２部は、アルミニウムを主成分とする材料により構成される請求項１から７のいずれか１項に記載のモータ。
【請求項９】
前記第２部は、積層された複数の材料層を有する請求項１から８のいずれか１項に記載のモータ。
【請求項１０】
前記ロータコアの内部に埋め込まれた又は前記ロータコアの前記ステータコア側の表面に備えられた永久磁石を有する請求項１から９のいずれか１項に記載のモータ。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載のモータを有する送風機を備えた空気調和機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の一態様に係るモータは、ステータコアと、ロータコアと、を備えたモータであって、前記ステータコアは、第１部と第２部とを有し、前記第１部は、軟磁性材料で形成された多層の板を含み、前記第２部は、前記第１部の負荷側の端面である第１面上に接し、導電性で非磁性の材料からなる第１板と、前記第１部の反負荷側の端面である第２面上に接した、導電性で非磁性の材料からなる第２板とを含み、前記第１板は、前記多層の板の内の１枚の板の第１の厚さより厚く、前記第２板は、前記第１の厚さより厚く、前記ロータコアは、前記ロータコアの負荷側の端面である第５面が前記第１板の負荷側の端面である第３面よりも反負荷側に位置する第１の条件、及び、前記ロータコアの反負荷側の端面である第６面が前記第２板の反負荷側の端面である第４面よりも負荷側に位置する第２の条件を満たすように形成され、前記第５面が前記第１面よりも負荷側に位置し、前記第６面が前記第２面よりも反負荷側に位置するものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の他の態様に係るモータは、ステータコアと、ロータコアと、を備えたモータであって、前記ステータコアは、第１部と第２部とを有し、前記第１部は、軟磁性材料で形成された多層の板を含み、前記第２部は、前記第１部の負荷側の端面である第１面上に接した第１板と、前記第１部の反負荷側の端面である第２面上に接した第２板とを含み、
前記第１板は、前記多層の板の内の１枚の板の第１の厚さより厚く、前記第２板は、前記第１の厚さより厚く、前記ロータコアの負荷側の端面である第５面から前記ロータコアの反負荷側の端面である第６面までの第２の厚さは、前記第２部の前記第１板の負荷側の端面である第３面から前記第２部の前記第２板の反負荷側の端面である第４面までの第３の厚さより薄く、前記第５面が前記第１面よりも負荷側に位置し、前記第６面が前記第２面よりも反負荷側に位置するものである。
【国際調査報告】
2018016026.tif 000012
2018016026.tif 000013
2018016026.tif 000014
2018016026.tif 000015