(57)【要約】  ロータ（２）は、径方向に磁化された希土類磁石と、ロータコア（７）と、変形可能な材料で形成された熱伝導シート（１３）とを有する。ロータコア（７）は、第１部分（７１）と、第１部分よりも硬い第２部分（７２）を含む薄肉部（７３）と、磁石挿入穴（１２）とを有する。薄肉部（７３）は、磁石挿入穴（１２）の周方向における端部の領域とロータコア（７）の外縁との間に位置する。
2019111374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向に磁化された希土類磁石と、
第１部分、前記第１部分よりも硬い第２部分を含む薄肉部、及び前記希土類磁石が挿入された磁石挿入穴を有するロータコアと、
前記希土類磁石と前記磁石挿入穴の内壁との間に配置されており、前記希土類磁石の熱を前記ロータコアに伝導する、変形可能な材料で形成された熱伝導シートと
を備え、
前記薄肉部は、前記磁石挿入穴の周方向における端部の領域と前記ロータコアの外縁との間に位置する
ロータ。
【請求項２】
前記熱伝導シートは、前記径方向における前記希土類磁石の外側に位置する請求項１に記載のロータ。
【請求項３】
前記熱伝導シートは、変形した状態で前記磁石挿入穴の前記内壁及び前記希土類磁石と密着している請求項１又は２に記載のロータ。
【請求項４】
前記第２部分は前記磁石挿入穴に隣接している請求項１から３のいずれか１項に記載のロータ。
【請求項５】
前記第２部分は前記ロータコアの前記外縁に隣接している請求項１から４のいずれか１項に記載のロータ。
【請求項６】
前記薄肉部は、前記周方向に延在している請求項１から５のいずれか１項に記載のロータ。
【請求項７】
前記ロータコアは、軸方向に積層された複数の電磁鋼板で形成されている請求項１から６のいずれか１項に記載のロータ。
【請求項８】
径方向における前記薄肉部の最小幅は、前記電磁鋼板の軸方向における厚さ以上である請求項７に記載のロータ。
【請求項９】
ステータと、
前記ステータの内側に配置されたロータと
を備え、
前記ロータは、
径方向に磁化された希土類磁石と、
第１部分、前記第１部分よりも硬い第２部分を含む薄肉部、及び前記希土類磁石が挿入された磁石挿入穴を有するロータコアと、
前記希土類磁石と前記磁石挿入穴の内壁との間に配置されており、前記希土類磁石の熱を前記ロータコアに伝導する、変形可能な材料で形成された熱伝導シートと
を有し、
前記薄肉部は、前記磁石挿入穴の周方向における端部の領域と前記ロータコアの外縁との間に位置する
電動機。
【請求項１０】
電動機と、
前記電動機によって駆動される圧縮機構と
を備え、
前記電動機は、
ステータと、
前記ステータの内側に配置されたロータと
を有し、
前記ロータは、
径方向に磁化された希土類磁石と、
第１部分、前記第１部分よりも硬い第２部分を含む薄肉部、及び前記希土類磁石が挿入された磁石挿入穴を有するロータコアと、
前記希土類磁石と前記磁石挿入穴の内壁との間に配置されており、前記希土類磁石の熱を前記ロータコアに伝導する、変形可能な材料で形成された熱伝導シートと
を有し、
前記薄肉部は、前記磁石挿入穴の周方向における端部の領域と前記ロータコアの外縁との間に位置する
圧縮機。
【請求項１１】
室内機と、
前記室内機に接続された室外機と
を備え、
前記室内機及び前記室外機の少なくとも１つは電動機を有し、
前記電動機は、
ステータと、
前記ステータの内側に配置されたロータと
を有し、
前記ロータは、
径方向に磁化された希土類磁石と、
第１部分、前記第１部分よりも硬い第２部分を含む薄肉部、及び前記希土類磁石が挿入された磁石挿入穴を有するロータコアと、
前記希土類磁石と前記磁石挿入穴の内壁との間に配置されており、前記希土類磁石の熱を前記ロータコアに伝導する、変形可能な材料で形成された熱伝導シートと
を有し、
前記薄肉部は、前記磁石挿入穴の周方向における端部の領域と前記ロータコアの外縁との間に位置する
空気調和機。
【請求項１２】
径方向に磁化された希土類磁石と、第１部分、前記第１部分よりも硬い第２部分を含む薄肉部、及び前記希土類磁石が挿入された磁石挿入穴を有するロータコアと、変形可能な材料で形成された熱伝導シートとを有するロータの製造方法であって、
前記希土類磁石と前記磁石挿入穴の内壁との間に、前記熱伝導シートを挿入するステップと、
前記ロータコアの外側から径方向内側に向けて荷重をかけることにより、前記熱伝導シートが変形するように、前記磁石挿入穴の内壁を前記熱伝導シートに当接させるステップと
を備える
ロータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機に用いられるロータに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、インナーロータ型のＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ）モータが用いられている。ＩＰＭモータでは、ステータからロータに流入する磁束がロータの回転に応じて変化する。これにより、ロータコア及びロータコアに固定された永久磁石に渦電流が発生し、ロータコア及び永久磁石の温度が上昇する。永久磁石の温度上昇は、磁力及び保磁力の低下を引き起こす。したがって、永久磁石の熱をロータコアへ効率的に放出することが望まれている。このため、熱伝導性が高いフィラーを含有する接着剤又は熱伝導性が高いフィルムを、磁石挿入穴の内壁と永久磁石との間に充填する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２１５３３５号公報
【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、接着剤を用いた場合、使用量の管理及び接着剤を硬化させる時間の管理などの製造コストが増加するという問題がある。一方、フィルムを用いた場合、磁石挿入穴の内壁と永久磁石との間に隙間が生じないように配置することが困難であり、永久磁石の熱をロータコアへ効率的に放出することが困難という問題がある。【０００５】
本発明の目的は、ロータの永久磁石の温度を効率的に放出させることができるロータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のロータは、径方向に磁化された希土類磁石と、第１部分、前記第１部分よりも硬い第２部分を含む薄肉部、及び前記希土類磁石が挿入された磁石挿入穴を有するロータコアと、前記希土類磁石と前記磁石挿入穴の内壁との間に配置されており、前記希土類磁石の熱を前記ロータコアに伝導する、変形可能な材料で形成された熱伝導シートとを備え、前記薄肉部は、前記磁石挿入穴の周方向における端部の領域と前記ロータコアの外縁との間に位置する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ロータの永久磁石の温度を効率的に放出させることができるロータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電動機の構造を概略的に示す縦断面図である。
【図２】ロータの構造を概略的に示す断面図である。
【図３】ロータの他の例を示す断面図である。
【図４】薄肉部の形状の他の例を示す図である。
【図５】図２に示される６つの磁石挿入穴のうちの１つの磁石挿入穴の周辺の構造を示す図である。
【図６】磁石挿入穴の周辺の構造の他の例を示す図である。
【図７】磁石挿入穴の周辺の構造のさらに他の例を示す図である。
【図８】磁石挿入穴の周辺の構造のさらに他の例を示す図である。
【図９】磁石挿入穴の周辺の構造のさらに他の例を示す図である。
【図１０】磁石挿入穴の周辺の構造のさらに他の例を示す図である。
【図１１】ロータの製造工程の一例を示すフローチャートである。
【図１２】ロータの製造工程において作製されるロータコアの構造を概略的に示す平面図である。
【図１３】ロータの製造工程の一例を示す図である。
【図１４】ロータの製造工程の一例を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態２に係る空気調和機の構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る電動機１の構造を概略的に示す縦断面図である。
各図に示されるｘｙｚ直交座標系において、ｚ軸方向（ｚ軸）は、電動機１のシャフト１０の軸線Ａ１（すなわち、ロータ２の回転軸）と平行な方向（「ロータ２の軸方向」又は単に「軸方向」ともいう）を示し、ｘ軸方向（ｘ軸）は、ｚ軸方向（ｚ軸）に直交する方向を示し、ｙ軸方向は、ｚ軸方向及びｘ軸方向の両方に直交する方向を示す。
【００１０】
電動機１は、例えば、インナーロータ型のＩＰＭモータである。
【００１１】
電動機１は、ロータ２と、ステータ３と、フレーム４と、ベアリング５ａと、ベアリング５ｂと、圧縮バネ６とを備えている。以下、図１における上側（すなわち、＋ｚ側）を第１側（Ａ側ともいう）、下側（すなわち、−ｚ側）を第２側（Ｂ側ともいう）とそれぞれ呼ぶ。図１に示される例では、第１側が電動機１の負荷側であり、第２側が電動機１の反負荷側であるが、第２側が負荷側で、第１側が反負荷側であっても良い。
【００１２】
ベアリング５ａ及びベアリング５ｂは、ロータ２を回転自在に支持する。ベアリング５ａは、フレーム４の第１側（具体的には、フレーム部４ａ）に固定されており、ベアリング５ｂは、フレーム４の第２側（具体的には、フレーム部４ｂ）に固定されている。
【００１３】
フレーム４はステータ３を覆う。フレーム４は、鉄又はアルミニウムなどの金属材料で形成されている。本実施の形態では、フレーム４は、フレーム部４ａ及び４ｂで構成されている。具体的には、フレーム４は、ロータ２の回転軸と直交する平面で２つのフレーム（すなわち、フレーム部４ａ及び４ｂ）に分割されている。フレーム部４ａ及び４ｂの各々は、カップ状に形成されている。
【００１４】
フレーム４は、軸方向における一端側（図１に示される第１側）に形成された内側表面４１ａ（第１の内側表面）と、軸方向における他端側（図１に示される第２側）に形成された内側表面４１ｂ（第２の内側表面）とを有する。
【００１５】
フレーム部４ａは、開口側に形成されたフランジ部４２ａと、内側表面４１ａとを有する。フレーム部４ａは、ベアリング５ａを介してロータ２の第１側を支持する。
【００１６】
フレーム部４ｂは、開口側に形成されたフランジ部４２ｂと、内側表面４１ｂと、有底部分４２ｃとを有する。フレーム部４ｂは、ベアリング５ｂを介してロータ２の第２側を支持する。フレーム部４ｂ内には、ステータ３が固定されている。
【００１７】
フレーム部４ａのフランジ部４２ａは、フレーム部４ｂのフランジ部４２ｂに接触しており、フレーム部４ａのフランジ部４２ａは、例えば、接着剤、ねじ、又は溶接でフレーム部４ｂのフランジ部４２ｂに固定されている。
【００１８】
圧縮バネ６は、フレーム部４ｂの有底部分４２ｃとベアリング５ｂとの間に配置されている。圧縮バネ６は、ベアリング５ｂに予圧を与えている。これにより、ベアリング５ａにも予圧が与えられる。圧縮バネ６としては、例えば、ウェーブワッシャなどが用いられる。
【００１９】
図２は、ロータ２の構造を概略的に示す断面図である。
ロータ２は、ロータコア７と、永久磁石８と、端板９ａ（図１）と、端板９ｂ（図１）と、シャフト１０と、熱伝導シート１３とを有する。ロータ２は、ステータ３の内側に配置されている。
【００２０】
ロータコア７は、第１部分７１と、第２部分７２を含む薄肉部７３と、シャフト穴１１と、磁石挿入穴１２とを有する。第２部分７２は、第１部分７１よりも硬い。薄肉部７３は、破線で囲まれたロータコア７の一部の領域である。
【００２１】
ロータコア７は、例えば、予め定められた形状に打ち抜かれた複数の電磁鋼板を軸方向に積層することにより形成される。したがって、ロータコア７の少なくとも１つの電磁鋼板は、第１部分７１と、第２部分７２を含む薄肉部７３と、シャフト穴１１と、磁石挿入穴１２とを有する。図２に示されるように、ロータコア７の断面形状（すなわち、軸方向に直交する平面形状）は、円形である。ただし、ロータコア７の断面形状は、真円でなくてもよい。
【００２２】
シャフト穴１１は、軸方向にロータコア７を貫通する貫通穴である。シャフト穴１１には、シャフト１０が挿入されている。ロータ２の径方向（「ステータ３の径方向」又は、単に「径方向」ともいう）におけるシャフト穴１１の中心は、径方向におけるロータコア７の中心と一致する。
【００２３】
本実施の形態では、複数の磁石挿入穴１２がロータコア７に、軸線Ａ１を中心とするロータ２の周方向（「ステータ３の周方向」又は、単に「周方向」ともいう）に等間隔で形成されている。磁石挿入穴１２は、軸方向にロータコア７を貫通する貫通穴である。ｘｙ平面上において、磁石挿入穴１２は、径方向と直交する方向に延在している。各磁石挿入穴１２は、シャフト穴１１よりもロータコア７の外周面の近くに形成されている。
【００２４】
本実施の形態では、各磁石挿入穴１２には、１つの永久磁石８が挿入されている。各磁石挿入穴１２内における永久磁石８の配置方法は、本実施の形態に限定されない。各磁石挿入穴１２に２つ以上の永久磁石８が挿入されていてもよい。
【００２５】
永久磁石８は、例えば、希土類磁石である。ただし、永久磁石８として希土類磁石以外の磁石を用いてもよい。永久磁石８は、平板状に形成されている。
【００２６】
熱伝導シート１３は、永久磁石８と磁石挿入穴１２の内壁１２ａとの間に配置されている。言い換えると、熱伝導シート１３は、磁石挿入穴１２において、径方向における永久磁石８の外側に位置している。この場合、熱伝導シート１３は、径方向における永久磁石８の外側表面８ａ及び磁石挿入穴１２の内壁１２ａで挟まれている。
【００２７】
熱伝導シート１３は、永久磁石８の熱をロータコア７に伝導する。ロータコア７に伝導された熱は、ロータ２の外部に放出される。熱伝導シート１３は、変形可能な材料で形成されている。熱伝導シート１３の変形は、例えば、弾性変形又は塑性変形、又はその両方である。具体的には、熱伝導シート１３は、径方向に圧縮されている。熱伝導シート１３は変形した状態で、磁石挿入穴１２の内壁１２ａ及び永久磁石８と密着している。
【００２８】
熱伝導シート１３は、例えば、シリコーンを含む材料で形成されている。熱伝導シート１３は、シリコーンを含む材料以外の材料、例えば、アクリル樹脂を含む材料で形成されていてもよい。
【００２９】
熱伝導シート１３の位置は、図２に示される例に限られない。
図３は、ロータ２の他の例を示す断面図である。図３に示されるように、熱伝導シート１３は、磁石挿入穴１２において、径方向における永久磁石８の内側に位置してもよい。すなわち、熱伝導シート３は、径方向における永久磁石８の内側の表面である内側表面８ｂと磁石挿入穴１２の内壁１２ｂとの間に配置されていてもよい。この場合、熱伝導シート１３は、永久磁石８の内側表面８ｂ及び磁石挿入穴１２の内壁１２ｂで挟まれている。
【００３０】
薄肉部７３の形状は、図２に示される例に限られない。
図４は、薄肉部７３の形状の他の例を示す図である。図４に示される例では、薄肉部７３は、ロータコア７の外縁に沿って周方向に延在している。これにより、後述するロータ２の製造工程（ステップＳ３）において、ロータコア７を、小さい荷重で容易に変形させることができる。
【００３１】
図１に示されるように、端板９ａ及び９ｂは、磁石挿入穴１２の第１側及び第２側の開口部をそれぞれ塞ぐ。これにより、永久磁石８が磁石挿入穴１２から外れることを防ぐ。
【００３２】
シャフト１０の断面形状（すなわち、軸方向に直交する平面形状）は、例えば円形である。シャフト１０は、ベアリング５ａ及びベアリング５ｂにより回転自在に支持されている。
【００３３】
ステータ３は、円環状に形成されたステータコア１７と、ステータコア１７を絶縁するインシュレータ１６と、インシュレータ１６を介してステータコア１７に巻かれた巻線１８とを有する。ステータ３は、周方向に円環状に形成されている。ステータ３（具体的には、ステータコア１７）は、フレーム４（具体的には、フレーム部４ｂ）によって保持されている。ステータ３の内側に、ロータ２が回転自在に備えられている。
【００３４】
ステータ３は、圧入又は溶接などの手段でフレーム４（具体的には、フレーム部４ｂ）内に固定されており、ステータコア１７の外周面は、フレーム部４ｂの内側に接触している。
【００３５】
ステータコア１７は、予め定められた形状に打ち抜かれた複数の電磁鋼板を軸方向に積層することにより形成される。ステータコア１７は、例えば、少なくとも１つのヨーク部（コアバックともいう）と、径方向における内側に向けて突出する複数のティース部とを有する。この場合、複数のティース部は、軸線Ａ１を中心として放射状に配列されており、これらのティース部は、周方向に等間隔で配列されている。ティース部の径方向内側の先端は、ロータ２に対向している。ティース部の先端とロータ２との間には、エアギャップが形成されている。
【００３６】
ロータコア７は、複数の磁石挿入穴１２を有する。図２に示される例では、６つの磁石挿入穴１２がロータコア７に形成されている。各磁石挿入穴１２に１つの永久磁石８が配置されている。永久磁石８の着磁方向は径方向である。すなわち、永久磁石８は、径方向に磁化されている。ロータ２において、各永久磁石８は、ステータ３に対する１つの磁極として機能する。磁石挿入穴１２のうちの永久磁石８がない領域は、磁束の向きを規制するためのフラックスバリア１２ｃである。
【００３７】
ロータ２において、１つの永久磁石８がステータ３に対する１つの磁極として機能し、周方向において隣接する他の永久磁石８が、ステータ３に対する他方の磁極として機能する。すなわち、ロータ２において、１つの永久磁石８がステータ３に対するＮ極として機能し、周方向において隣接する他の永久磁石８が、ステータ３に対するＳ極として機能する。したがって、ロータ２の周方向において、Ｎ極及びＳ極が交互に配列されている。
【００３８】
図５は、図２に示される６つの磁石挿入穴１２のうちの１つの磁石挿入穴１２の周辺の構造を示す図である。本実施の形態では、図２に示される６つの磁石挿入穴１２の周辺の構造は、図５に示される磁石挿入穴１２の周辺の構造と同じである。
【００３９】
第１部分７１は、ロータコア７の主な部分を占めている。第２部分７２は、第１部分７１以外のロータコア７の一部である。図５に示される例では、第２部分７２は、磁石挿入穴１２に隣接している。第２部分７２は、第１部分７１と同じ材料で形成されている。例えば、第２部分７２（すなわち、第１部分７１よりも硬い部分）は、ロータ２の製造工程において、薄肉部７３を変形させることによって形成される。
【００４０】
薄肉部７３は、磁石挿入穴１２の周方向における端部の領域とロータコア７の外縁との間に位置する。具体的には、薄肉部７３は、フラックスバリア１２ｃとロータコア７の外縁との間に位置する。薄肉部７３は、第１部分７１よりも硬度の高い部分である第２部分７２を含む。薄肉部７３は、第１部分７１を含んでいてもよい。
【００４１】
薄肉部７３の幅ｗ１は、径方向における薄肉部７３の最小幅である。薄肉部７３の幅ｗ１は、ロータコア７を形成する１つの電磁鋼板の軸方向における厚さ以上である。
【００４２】
本実施の形態では、熱伝導シート１３は、磁石挿入穴１２において、径方向における永久磁石８の外側に位置する。すなわち、径方向における永久磁石８の外側の表面である外側表面８ａと磁石挿入穴１２の内壁１２ａとの間に配置されている。言い換えると、熱伝導シート１３は、永久磁石８の外側表面８ａ及び磁石挿入穴１２の内壁１２ａで挟まれている。
【００４３】
第２部分７２の位置は、図５に示される例に限られない。
図６から図１０は、磁石挿入穴１２の周辺の構造の他の例を示す図である。図６から図１０に示されるように、第２部分７２の位置は、磁石挿入穴１２の形状などに応じて異なっていてもよい。例えば、図６から図９に示される第２部分７２は、磁石挿入穴１２に隣接しているが、図１０に示されるように、第２部分７２は、ロータコア７の外縁に隣接していてもよい。
【００４４】
次に、ロータ２の製造方法について説明する。
図１１は、ロータ２の製造工程の一例を示すフローチャートである。ロータ２の製造方法は、以下に説明されるステップを含む。
【００４５】
図１２は、ステップＳ１において作製されるロータコア７の構造を概略的に示す平面図である。
ステップＳ１では、ロータコア７を作製する。具体的には、径方向における磁石挿入穴１２の最小幅である幅ｗ２が、完成品としてのロータ２の永久磁石８及び熱伝導シート１３の径方向における厚さＴ１（図５）よりも大きくなるように、且つ、半径ｒ２が、完成品としてのロータ２のロータコア７の半径ｒ１（図２）よりも大きくなるように、プレス加工（具体的には、打ち抜き加工）で複数の電磁鋼板を加工する。このプレス加工で、シャフト穴１１及び磁石挿入穴１２が形成される。
【００４６】
図５に示される厚さＴ１は、完成品としてのロータ２の永久磁石８の径方向における厚さＴｍと熱伝導シート１３の径方向における厚さＴｓとの和である。半径ｒ１及び半径ｒ２は、ｘｙ平面上において、磁石挿入穴１２の中心及びシャフト１０の中心（すなわち、軸線Ａ１）を通る半径である。
【００４７】
プレス加工で加工された複数の電磁鋼板を軸方向に積層することにより、ロータコア７が得られる。
【００４８】
図１３は、ステップＳ２における製造工程の一例を示す図である。
ステップＳ２では、ステップＳ１で得られたロータコア７の磁石挿入穴１２に永久磁石８及び熱伝導シート１３を挿入する。熱伝導シート１３は、永久磁石８の外側表面８ａと磁石挿入穴１２の内壁１２ａとの間に挿入する。
【００４９】
図１４は、ステップＳ３における製造工程の一例を示す図である。
ステップＳ３では、ロータコア７の外側から径方向内側に向けて荷重をかけることにより、熱伝導シート１３が変形するように、磁石挿入穴１２の内壁１２ａを熱伝導シート１３に当接させる。内壁１２ａは熱伝導シート１３と密着し、熱伝導シート１３は永久磁石８と密着する。これにより、径方向における熱伝導シート１３の厚さが小さくなる。熱伝導シート１３の変形は、例えば、弾性変形又は塑性変形、又はその両方である。
【００５０】
ステップＳ３の処理の結果、薄肉部７３に変形が生じ、第１部分７１よりも硬い第２部分７２（すなわち、塑性変形により加工硬化した部分）が薄肉部７３に生じる。
【００５１】
ステップＳ４では、ロータコア７に形成されたシャフト穴１１にシャフト１０を挿入する。さらに、端板９ａ及び９ｂをロータコア７に取り付ける。
【００５２】
以上に説明した工程によりロータ２が組み立てられる。
【００５３】
実施の形態１に係る電動機１（変形例を含む）及びロータ２の製造方法の効果を以下に説明する。
【００５４】
一般に、ロータに用いられる永久磁石の表面及び磁石挿入穴の内壁には、微細な凹凸がある。したがって、磁石挿入穴の内壁に面する永久磁石の表面積に比べて、磁石挿入穴の内壁に接触する永久磁石の面積は小さい。これにより、永久磁石に生じた熱がロータコアに放出されにくい。
【００５５】
本実施の形態では、熱伝導シート１３が永久磁石８と磁石挿入穴１２の内壁１２ａとの間に配置されており、熱伝導シート１３は、変形した状態で、永久磁石８及び磁石挿入穴１２の内壁１２ａと密着している。これにより、永久磁石８の接触面積を大きくすることができ、永久磁石８の熱が熱伝導シート１３を介して効率的にロータコア７に放出される。その結果、永久磁石８の温度を効率的に低減させることができる。
【００５６】
一般に、インナーロータ型のＩＰＭモータでは、径方向における永久磁石の内側の表面よりも、外側の表面に生じる渦電流が大きい。したがって、磁石挿入穴１２において、熱伝導シート１３が径方向における永久磁石８の外側に位置することにより、永久磁石８の熱をより効率的にロータコア７に放出することができる。
【００５７】
一般に、ロータの回転中に、ロータコア及び永久磁石に遠心力が生じる。この場合、磁石挿入穴の内壁が永久磁石を支えることにより、薄肉部に応力が生じやすい。したがって、薄肉部の強度が低い場合、ロータコアが変形しやすい。磁石挿入穴が変形した場合、永久磁石の接触面積が小さくなり、永久磁石の熱がロータコアに放出されにくくなる。
【００５８】
これに対し、本実施の形態では、薄肉部７３は、第１部分７１よりも硬い第２部分７２を含む。これにより、ロータ２の回転中に生じる遠心力に対する薄肉部７３の強度を高めることができる。したがって、ロータ２の回転中に薄肉部７３に応力が生じた場合でも、ロータコア７の変形を防止することができる。その結果、永久磁石８の熱をロータコア７に効率的に放出することができる。
【００５９】
本実施の形態では、薄肉部７３の幅ｗ１は、ロータコア７を形成する１つの電磁鋼板の厚さ以上である。これにより、電磁鋼板の加工（具体的には、ステップＳ１における処理）を容易にするとともに、薄肉部７３の強度を高めることができる。
【００６０】
電動機１は、上述のロータ２を有するので、ロータ２の効果と同じ効果を有する。これにより、電動機１のモータ効率を改善することができる。
【００６１】
ロータ２の製造方法（具体的には、ステップＳ１における処理）によれば、磁石挿入穴１２の幅ｗ２が、完成品としてのロータ２の永久磁石８及び熱伝導シート１３の厚さＴ１よりも大きくなるように、電磁鋼板を加工することにより、永久磁石８及び熱伝導シート１３を磁石挿入穴１２内に挿入しやすくすることができる。その結果、ロータ２の生産性を向上させることができる。
【００６２】
さらに、ステップＳ３における処理では、ロータコア７の外側から径方向内側に向けて荷重をかけることにより、熱伝導シート１３が変形するように、磁石挿入穴１２の内壁１２ａを熱伝導シート１３に当接させる。これにより、内壁１２ａは熱伝導シート１３と密着し、熱伝導シート１３は永久磁石８と密着する。その結果、熱伝導シート１３に接触する内壁１２ａの面積、及び熱伝導シート１３に接触する永久磁石８の面積を大きくすることができるので、永久磁石８の熱を、熱伝導シート１３を介してロータコア７に効率的に放出することができる。
【００６３】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る空気調和機５０について説明する。
図１５は、本発明の実施の形態２に係る空気調和機５０の構成を概略的に示す図である。
【００６４】
実施の形態２に係る空気調和機５０（例えば、冷凍空調装置）は、送風機（第１の送風機）としての室内機５１と、冷媒配管５２と、冷媒配管５２によって室内機５１に接続された送風機（第２の送風機）としての室外機５３とを備える。
【００６５】
室内機５１は、電動機５１ａ（例えば、実施の形態１に係る電動機１）と、電動機５１ａによって駆動されることにより、送風する送風部５１ｂと、電動機５１ａ及び送風部５１ｂを覆うハウジング５１ｃとを有する。送風部５１ｂは、例えば、電動機５１ａによって駆動される羽根５１ｄを有する。例えば、羽根５１ｄは、電動機５１ａのシャフト（例えば、シャフト１０）に固定されており、気流を生成する。
【００６６】
室外機５３は、電動機５３ａ（例えば、実施の形態１に係る電動機１）と、送風部５３ｂと、圧縮機５４と、熱交換器（図示しない）とを有する。送風部５３ｂは、電動機５３ａによって駆動されることにより、送風する。送風部５３ｂは、例えば、電動機５３ａによって駆動される羽根５３ｄを有する。例えば、羽根５３ｄは、電動機５３ａのシャフト（例えば、シャフト１０）に固定されており、気流を生成する。圧縮機５４は、電動機５４ａ（例えば、実施の形態１に係る電動機１）と、電動機５４ａによって駆動される圧縮機構５４ｂ（例えば、冷媒回路）と、電動機５４ａ及び圧縮機構５４ｂを覆うハウジング５４ｃとを有する。
【００６７】
空気調和機５０において、室内機５１及び室外機５３の少なくとも１つは、実施の形態１で説明した電動機１（変形例を含む）を有する。具体的には、送風部の駆動源として、電動機５１ａ及び５３ａの少なくとも一方に、実施の形態１で説明した電動機１が適用される。さらに、圧縮機５４の電動機５４ａとして、実施の形態１で説明した電動機１（変形例を含む）を用いてもよい。
【００６８】
空気調和機５０は、例えば、室内機５１から冷たい空気を送風する冷房運転、又は温かい空気を送風する暖房運転等の運転を行うことができる。室内機５１において、電動機５１ａは、送風部５１ｂを駆動するための駆動源である。送風部５１ｂは、調整された空気を送風することができる。
【００６９】
実施の形態２に係る空気調和機５０によれば、電動機５１ａ及び５３ａの少なくとも一方に、実施の形態１で説明した電動機１（変形例を含む）が適用されるので、実施の形態１で説明した効果と同じ効果を得ることができる。これにより、空気調和機５０の効率を改善することができる。
【００７０】
さらに、送風機（例えば、室内機５１）の駆動源として、実施の形態１に係る電動機１（変形例を含む）を用いることにより、実施の形態１で説明した効果と同じ効果を得ることができる。これにより、送風機の効率を改善することができる。実施の形態１に係る電動機１と電動機１によって駆動される羽根（例えば、羽根５１ｄ又は５３ｄ）とを有する送風機は、送風する装置として単独で用いることができる。この送風機は、空気調和機５０以外の機器にも適用可能である。
【００７１】
さらに、圧縮機５４の駆動源として、実施の形態１に係る電動機１（変形例を含む）を用いることにより、実施の形態１で説明した効果と同じ効果を得ることができる。これにより、圧縮機５４の効率を改善することができる。
【００７２】
実施の形態１で説明した電動機１は、空気調和機５０以外に、換気扇、家電機器、又は工作機など、駆動源を有する機器に搭載できる。
【００７３】
以上に説明した各実施の形態における特徴及び変形例における特徴は、互いに適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【００７４】
１，５１ａ，５４ａ  電動機、  ２  ロータ、  ３  ステータ、  ４  フレーム、  ５ａ，５ｂ  ベアリング、  ６  圧縮バネ、  ７  ロータコア、  ８  永久磁石、  １２  磁石挿入穴、  １６  インシュレータ、  １７  ステータコア、  １８  巻線、  ５０  空気調和機、  ５１  室内機、  ５３  室外機、  ５４  圧縮機、  ５４ｂ  圧縮機構、  ７１  第１部分、  ７２  第２部分、  ７３  薄肉部。
【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】
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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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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年3月30日(2020.3.30)
【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】
径方向に磁化された希土類磁石と、
第１部分、前記第１部分よりも硬い第２部分を含む薄肉部、及び前記希土類磁石が挿入された磁石挿入穴を有するロータコアと、
前記希土類磁石と前記磁石挿入穴の内壁との間に配置されており、前記希土類磁石の熱を前記ロータコアに伝導する、変形可能な材料で形成された熱伝導シートと
を備え、
前記薄肉部は、前記磁石挿入穴の周方向における端部の領域と前記ロータコアの外縁との間に位置し、
前記第２部分は、塑性変形により加工硬化した部分である
ロータ。
【請求項２】
前記熱伝導シートは、前記径方向における前記希土類磁石の外側に位置する請求項１に記載のロータ。
【請求項３】
前記熱伝導シートは、変形した状態で前記磁石挿入穴の前記内壁及び前記希土類磁石と密着している請求項１又は２に記載のロータ。
【請求項４】
前記第２部分は前記磁石挿入穴に隣接している請求項１から３のいずれか１項に記載のロータ。
【請求項５】
前記第２部分は前記ロータコアの前記外縁に隣接している請求項１から４のいずれか１項に記載のロータ。
【請求項６】
前記薄肉部は、前記周方向に延在している請求項１から５のいずれか１項に記載のロータ。
【請求項７】
前記ロータコアは、軸方向に積層された複数の電磁鋼板で形成されている請求項１から６のいずれか１項に記載のロータ。
【請求項８】
径方向における前記薄肉部の最小幅は、前記電磁鋼板の軸方向における厚さ以上である請求項７に記載のロータ。
【請求項９】
ステータと、
前記ステータの内側に配置されたロータと
を備え、
前記ロータは、
径方向に磁化された希土類磁石と、
第１部分、前記第１部分よりも硬い第２部分を含む薄肉部、及び前記希土類磁石が挿入された磁石挿入穴を有するロータコアと、
前記希土類磁石と前記磁石挿入穴の内壁との間に配置されており、前記希土類磁石の熱を前記ロータコアに伝導する、変形可能な材料で形成された熱伝導シートと
を有し、
前記薄肉部は、前記磁石挿入穴の周方向における端部の領域と前記ロータコアの外縁との間に位置し、
前記第２部分は、塑性変形により加工硬化した部分である
電動機。
【請求項１０】
電動機と、
前記電動機によって駆動される圧縮機構と
を備え、
前記電動機は、
ステータと、
前記ステータの内側に配置されたロータと
を有し、
前記ロータは、
径方向に磁化された希土類磁石と、
第１部分、前記第１部分よりも硬い第２部分を含む薄肉部、及び前記希土類磁石が挿入された磁石挿入穴を有するロータコアと、
前記希土類磁石と前記磁石挿入穴の内壁との間に配置されており、前記希土類磁石の熱を前記ロータコアに伝導する、変形可能な材料で形成された熱伝導シートと
を有し、
前記薄肉部は、前記磁石挿入穴の周方向における端部の領域と前記ロータコアの外縁との間に位置し、
前記第２部分は、塑性変形により加工硬化した部分である
圧縮機。
【請求項１１】
室内機と、
前記室内機に接続された室外機と
を備え、
前記室内機及び前記室外機の少なくとも１つは電動機を有し、
前記電動機は、
ステータと、
前記ステータの内側に配置されたロータと
を有し、
前記ロータは、
径方向に磁化された希土類磁石と、
第１部分、前記第１部分よりも硬い第２部分を含む薄肉部、及び前記希土類磁石が挿入された磁石挿入穴を有するロータコアと、
前記希土類磁石と前記磁石挿入穴の内壁との間に配置されており、前記希土類磁石の熱を前記ロータコアに伝導する、変形可能な材料で形成された熱伝導シートと
を有し、
前記薄肉部は、前記磁石挿入穴の周方向における端部の領域と前記ロータコアの外縁との間に位置し、
前記第２部分は、塑性変形により加工硬化した部分である
空気調和機。
【請求項１２】
径方向に磁化された希土類磁石と、第１部分、前記第１部分よりも硬い第２部分を含む薄肉部、及び前記希土類磁石が挿入された磁石挿入穴を有するロータコアと、変形可能な材料で形成された熱伝導シートとを有するロータの製造方法であって、
前記希土類磁石と前記磁石挿入穴の内壁との間に、前記熱伝導シートを挿入するステップと、
前記ロータコアの外側から径方向内側に向けて荷重をかけることにより、前記熱伝導シートが変形するように、前記磁石挿入穴の内壁を前記熱伝導シートに当接させるとともに、前記第２部分を塑性変形により加工硬化させるステップと
を備える
ロータの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２１５３３５号公報
【手続補正３】
【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】
本発明のロータは、径方向に磁化された希土類磁石と、第１部分、前記第１部分よりも硬い第２部分を含む薄肉部、及び前記希土類磁石が挿入された磁石挿入穴を有するロータコアと、前記希土類磁石と前記磁石挿入穴の内壁との間に配置されており、前記希土類磁石の熱を前記ロータコアに伝導する、変形可能な材料で形成された熱伝導シートとを備え、前記薄肉部は、前記磁石挿入穴の周方向における端部の領域と前記ロータコアの外縁との間に位置し、前記第２部分は、塑性変形により加工硬化した部分である。
【国際調査報告】
2019111374.tif 000018
2019111374.tif 000019
2019111374.tif 000020
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