(57)【要約】【課題】ロータの回転時において内周側鉄心と防振部材と外周側鉄心の回転方向の結合強度を改善すること。【解決手段】ロータは、内周側鉄心と外周側鉄心との間に充填された防振部材を有し、内周側鉄心は、外周壁から外周側鉄心に向かって突出するとともにシャフトの軸方向に外周壁に沿って延びる複数の第１突起部を備え、外周側鉄心は、内周壁から内周側鉄心に向かって突出するとともにシャフトの軸方向に内周壁に沿って延びる複数の第２突起部を備えた永久磁石電動機であって、複数の第１突起部の側壁または複数の第２突起部の側壁の少なくとも１つに、シャフトの軸方向に延び防振部材が充填された溝部を有する。【選択図】図４
2017085804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状のステータと、前記ステータの内周側に配置されたロータとを備え、
前記ロータは、シャフトと、前記シャフトに固定された円柱形状の内周側鉄心と、前記内周側鉄心の外周側に前記シャフトを中心に配置された円筒形状の外周側鉄心と、前記外周側鉄心の外周側に配置された複数の永久磁石と、前記内周側鉄心と前記外周側鉄心との間に充填された防振部材とを有し、
前記内周側鉄心は、外周壁から前記外周側鉄心に向かって突出するとともに前記シャフトの軸方向に前記外周壁に沿って延びる複数の第１突起部を備え、
前記外周側鉄心は、内周壁から前記内周側鉄心に向かって突出するとともに前記シャフトの軸方向に前記内周壁に沿って延びる複数の第２突起部を備えた永久磁石電動機であって、
前記複数の第１突起部の側壁または前記複数の第２突起部の側壁の少なくとも１つに、前記シャフトの軸方向に延び前記防振部材が充填された溝部を有することを特徴とする永久磁石電動機。
【請求項２】
円筒形状のステータと、前記ステータの内周側に配置されたロータとを備え、
前記ロータは、シャフトと、前記シャフトに固定された円柱形状の内周側鉄心と、前記内周側鉄心の外周側に前記シャフトを中心に配置された円筒形状の外周側鉄心と、前記外周側鉄心の外周側に配置された複数の永久磁石と、前記内周側鉄心と前記外周側鉄心との間に充填された防振部材とを有し、
前記内周側鉄心は、外周壁から前記外周側鉄心に向かって突出するとともに前記シャフトの軸方向に前記外周壁に沿って延びる複数の第１突起部を備え、
前記外周側鉄心は、内周壁から前記内周側鉄心に向かって突出するとともに前記シャフトの軸方向に前記内周壁に沿って延びる複数の第２突起部を備えた永久磁石電動機であって、
前記複数の第１突起部の側壁および前記複数の第２突起部の側壁に、前記シャフトの軸方向に延び前記防振部材が充填された溝部を有することを特徴とする永久磁石電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防振部材を有するロータを備えた永久磁石電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の永久磁石電動機には、回転磁界を発生するステータの内部に、永久磁石を備えるロータを回転可能に配置したインナーロータ型の電動機がある。この型の電動機には、例えば、空気調和機の室外機に搭載される送風ファンを回転駆動するためのブラシレスＤＣモータがある。
【０００３】
このブラシレスＤＣモータは、樹脂で形成されたモータ外郭で覆われた円筒形状のステータと、ロータコアを有しステータの内周側に配置されたロータとを備えている。ロータは、シャフトと、シャフトに固定された円柱形状の内周側鉄心と、内周側鉄心の外周側にシャフトを中心として配置された円筒形状の外周側鉄心と、外周側鉄心の外周側に配置された複数の永久磁石と、内周側鉄心と外周側鉄心の上下端面を覆うとともに内周側鉄心と外周側鉄心との間に充填された防振部材とを有している。
【０００４】
内周側鉄心は、シャフトに装着するための孔が軸方向の中心にあり、この孔にシャフトを圧入することでシャフトに固定されている。内周側鉄心は、外周壁に外周壁から外周側鉄心に向かって突出する複数の第１突起部を備えている。複数の第１突起部は、外周壁に沿ってシャフトの軸方向に延びるとともに周方向に等間隔に配置されている。
【０００５】
外周側鉄心は、外周壁の軸方向に延びるとともに周方向に等間隔に配置された複数の永久磁石が樹脂で固定されている。外周側鉄心は、内周壁に内周壁から内周側鉄心に向かって突出する複数の第２突起部を備えている。複数の第２突起部は、内周壁に沿ってシャフトの軸方向に延びるとともに周方向に等間隔に配置されている。
【０００６】
防振部材は、弾性の大きい材料（ゴムや樹脂など）によって上面および下面を有する円筒形状に形成され、内周側鉄心と外周側鉄心との間で相互に伝わる振動を抑制するものである。防振部材は、内周側鉄心に備えた複数の第１突起部や外周側鉄心に備えた複数の第２突起部に沿うように内周側鉄心と外周側鉄心の間に充填されている。このため、内周側鉄心と外周側鉄心との間で空転することなく、永久磁石の回転トルクがシャフトに伝達される（例えば、特許文献１）。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された内周側鉄心と外周側鉄心との間に防振部材が充填されたロータは、防振部材の弾性によって内周側鉄心と外周側鉄心との間に伝わる振動を抑制することができる反面、ロータの回転時において内周側鉄心と防振部材と外周側鉄心の回転方向の結合強度が不十分になるおそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許２００３−６１２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑み、ロータの回転時において内周側鉄心と防振部材と外周側鉄心の回転方向の結合強度を改善することができる永久磁石電動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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の永久磁石電動機は、円筒形状のステータと、ステータの内周側に配置されたロータとを備え、ロータは、シャフトと、シャフトに固定された円柱形状の内周側鉄心と、内周側鉄心の外周側にシャフトを中心として配置された円筒形状の外周側鉄心と、外周側鉄心の外周側に配置された複数の永久磁石と、内周側鉄心と外周側鉄心との間に充填された防振部材とを有し、内周側鉄心は、外周壁から外周側鉄心に向かって突出するとともにシャフトの軸方向に外周壁に沿って延びる複数の第１突起部を備え、外周側鉄心は、内周壁から内周側鉄心に向かって突出するとともにシャフトの軸方向に内周壁に沿って延びる複数の第２突起部を備えた永久磁石電動機であって、複数の第１突起部の側壁または複数の第２突起部の側壁の少なくとも１つに、シャフトの軸方向に延び防振部材が充填された溝部を有することを特徴とする。また、複数の第１突起部の側壁および複数の第２突起部の側壁に、シャフトの軸方向に延び防振部材が充填された溝部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の永久磁石電動機によれば、ロータの回転時において内周側鉄心と防振部材と外周側鉄心の回転方向の結合強度を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の永久磁石電動機を示す断面図である。
【図２】本発明の永久磁石電動機のロータを示す外観斜視図である。
【図３】本発明の永久磁石電動機のロータを示す平面図である。
【図４】本発明の永久磁石電動機のロータを示す図３のＡ−Ａ断面に相当する縦断面図である。
【図５】本発明の永久磁石電動機のロータの他の実施例を示す平面図である。
【図６】本発明の永久磁石電動機のロータの他の実施例を示す平面図である。
【図７】本発明の永久磁石電動機のロータの他の実施例を示す平面図である。
【図８】本発明のロータにおける内周側鉄心の第１突起部や外周側鉄心の第２突起部に形成される溝部の他の実施例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。図１乃至図８は、本実施形態における永久磁石電動機Ｍを説明する図である。図１乃至図４に示すように、この永久磁石電動機Ｍは、回転磁界を発生するステータ１の内部に、永久磁石を備えるロータ２を回転可能に配置したインナーロータ型の電動機であり、このインナーロータ型の電動機には、例えば、空気調和機の室外機に搭載される送風ファンを回転駆動するためのブラシレスＤＣモータがある。
【００１４】
ステータ１は、図１に示すように、円筒形状のヨーク部とヨーク部から内径側に延びる複数のティース部とを有したステータコア１１を備え、インシュレータ１２を介してティース部に巻線１３が巻回されている。ステータ１は、ステータコア１１の内周面１１１（ティース部の先端内周面）を除き、樹脂で形成された円筒形状のモータ外郭３で覆われている。ロータ２は、ステータ１のステータコア１１の内周側に所定の空隙（ギャップ）をもって回転自在に配置されている。
【００１５】
ロータ２は、図２乃至図４に示すように、シャフト２１と、シャフト２１に固定された円柱形状の内周側鉄心２２と、内周側鉄心２２の外周側にシャフトを中心として配置された円筒形状の外周側鉄心２３と、外周側鉄心２３の外周側に配置された複数（本実施例は８つ）の永久磁石２４ａ〜２４ｈと、内周側鉄心２２と外周側鉄心２３の上端面２２ａ、２３ａおよび下端面２２ｂ、２３ｂを覆うとともに内周側鉄心２２と外周側鉄心２３との間に充填された防振部材２５とを備えている。
【００１６】
内周側鉄心２２は、シャフト２１に装着するための孔２２１が軸方向の中心にあり、この孔２２１にシャフト２１を圧入することでシャフト２１に固定されている。内周側鉄心２２は、外周壁２２２に外周壁２２２から外周側鉄心２３に向かって突出する複数（本実施例は４つ）の第１突起部２２３ａ〜２２３ｄを備えている。複数の第１突起部２２３ａ〜２２３ｄは、外周壁２２２に沿ってシャフト２１の軸方向に延びるとともに周方向に等間隔に配置されている。
【００１７】
外周側鉄心２３は、外周壁２３１の軸方向に延びるとともに周方向に等間隔に配置された複数の永久磁石２４ａ〜２４ｈが樹脂２６（例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ））で固定されている。外周側鉄心２３は、内周壁２３２に内周壁２３２から内周側鉄心２２に向かって突出する複数（本実施例は４つ）の第２突起部２３３ａ〜２３３ｄを備えている。複数の第２突起部２３３ａ〜２３３ｄは、内周壁２３２に沿ってシャフト２１の軸方向に延びるとともに周方向に等間隔に配置されている。
【００１８】
複数の第１突起部２２３ａ〜２２３ｄは、複数の第１突起部２２３ａ〜２２３ｄの側壁２２４ａ〜２２４ｄからロータ２の径方向に窪むとともにシャフト２１の軸方向に側壁２２４ａ〜２２４ｄに沿って延びる溝部２２５ａ〜２２５ｄを備えている。複数の第２突起部２３３ａ〜２３３ｄは、複数の第２突起部２３３ａ〜２３３ｄの側壁２３４ａ〜２３４ｄからロータ２の径方向に窪むとともにシャフト２１の軸方向に側壁２３４ａ〜２３４ｄに沿って延びる溝部２３５ａ〜２３５ｄを備えている。溝部２２５ａ〜２２５ｄと溝部２３５ａ〜２３５ｄは、図３に示すように、それぞれが上面から見て、側壁２２４ａ〜２２４ｄ、側壁２３４ａ〜２３４ｄのそれぞれから切欠かれた長方形状の切欠き部と切欠き部の先端につながる円形状の孔からなる鍵穴形状に形成されている。複数の第１突起部２２３ａ〜２２３ｄと複数の第２突起部２３３ａ〜２３３ｄは、防振部材２５を挟んでそれぞれが対向するように配置されている。
【００１９】
防振部材２５は、弾性の大きい材料（例えば、クロロプレンゴム（ＣＲ）などのゴムやポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの樹脂）によって上面２５ａおよび下面２５ｂを有する円筒形状に形成されている。防振部材２５は、内周側鉄心２２と外周側鉄心２３との間で相互に伝わる振動を吸収し抑制するものである。
【００２０】
防振部材２５は、内周側鉄心２２の外周壁２２２および複数の第１突起部２２３ａ〜２２３ｄや、外周側鉄心２３の内周壁２３２および複数の第２突起部２３３ａ〜２３３ｄに沿うように、内周側鉄心２２と外周側鉄心２３の間に充填されている。また、防振部材２５は、複数の第１突起部２２３ａ〜２２３ｄのそれぞれの溝部２２５ａ〜２２５ｄや、複数の第２突起部２３３ａ〜２３３ｄのそれぞれの溝部２３５ａ〜２３５ｄに沿うように、内周側鉄心２２と外周側鉄心２３の間に充填されている。なお、防振部材２５は、シャフト２１の軸方向の抜け防止のため、内周側鉄心２２の上面２２ａおよび下面２２ｂや、外周側鉄心２３の上面２３ａおよび下面２３ｂを覆うように充填されている。このため、ロータ２に防振部材２５を備えることにより、内周側鉄心２２と外周側鉄心２３との間で空転することなく、複数の永久磁石２４ａ〜２４ｈの回転トルクがシャフト２１に伝達される。
【００２１】
このように構成されたロータ２は、まず、複数の永久磁石２４ａ〜２４ｈを外周側鉄心２３の外周壁２３１の周りに配置し、樹脂２６により複数の永久磁石２４ａ〜２４ｈを外周側鉄心２３の外周壁２３１に固定する。また、シャフト２１を内周側鉄心２２の孔２２１に圧入し、シャフトを内周側鉄心２２に固定する。次に、複数の永久磁石２４ａ〜２４ｈが固定された外周側鉄心２３と、シャフト２１が固定された内周側鉄心２２とを、複数の第１突起部２２３ａ〜２２３ｄと複数の第２突起部２３３ａ〜２３３ｄがそれぞれ対向するように金型内に配置する。
【００２２】
最後に、金型内に配置された外周側鉄心２３と内周側鉄心２２との間に防振部材２５の材料を流し込んで防振部材２５を充填する。このとき、防振部材２５は、複数の第１突起部２２３ａ〜２２３ｄのそれぞれの溝部２２５ａ〜２２５ｄ、複数の第２突起部２３３ａ〜２３３ｄのそれぞれの溝部２３５ａ〜２３５ｄ、外周側鉄心２３の上面２３ａおよび下面２３ｂ、内周側鉄心２２の上面２２ａおよび下面２２ｂにも充填される。この結果、図２に示すように、ロータ２が組立てられる。
【００２３】
以上説明してきた本実施形態による永久磁石電動機Ｍによれば、複数の第１突起部２２３ａ〜２２３ｄおよび複数の第２突起部２３３ａ〜２３３ｄは、複数の第１突起部２２３ａ〜２２３ｄの側壁２２４ａ〜２２４ｄおよび複数の第２突起部２３３ａ〜２３３ｄの側壁２３４ａ〜２３４ｄから窪むとともに、シャフト２１の軸方向に側壁２２４ａ〜２２４ｄおよび側壁２３４ａ〜２３４ｄに沿って延びる防振部材２５が充填された溝部２２５ａ〜２２５ｄおよび溝部２３５ａ〜２３５ｄを有する。この結果、内周側鉄心２２と外周側鉄心２３との間に防振部材２５を充填する時、溝部２２５ａ〜２２５ｄおよび溝部２３５ａ〜２３５ｄに防振部材２５を十分に行き渡らせ（流入させ）、防振部材２５を確実に充填することができる。
【００２４】
また、内周側鉄心２２の上面２２ａおよび下面２２ｂの側と、外周側鉄心２３の上面２３ａおよび下面２３ｂの側から、防振部材２５を溝部２２５ａ〜２２５ｄおよび溝部２３５ａ〜２３５ｄの内部でつなげることができる。そして、溝部２２５ａ〜２２５ｄおよび溝部２３５ａ〜２３５ｄが無い場合と比べ、内周側鉄心２２と防振部材２５と外周側鉄心２３との接触部分と、防振部材２５が内周側鉄心２２の上面２２ａおよび下面２２ｂの側と、外周側鉄心２３の上面２３ａおよび下面２３ｂの側からつながる部分を増やすことができるため、ロータ２の回転時において内周側鉄心２２と防振部材２５と外周側鉄心２３の回転方向の結合強度を改善（強化）することができる。
【００２５】
なお、本実施形態による永久磁石電動機Ｍでは、複数の第１突起部２２３ａ〜２２３ｄに溝部２２５ａ〜２２５ｄを有し、複数の第２突起部２３３ａ〜２３３ｄに溝部２３５ａ〜２３５ｄを有する構造としたが、本発明はこれに限らず、図５に示すように、複数の第２突起部２３３ａ〜２３３ｄのみ溝部２３５ａ〜２３５ｄを有する構造にしてもよく、また、図６に示すように、複数の第１突起部２２３ａ〜２２３ｄのみ溝部２２５ａ〜２２５ｄを有する構造にしてもよい。図５および図６に示す実施例も、上述の実施例と同様に、内周側鉄心２２と外周側鉄心２３との間に防振部材２５を充填する時、溝部２２５ａ〜２２５ｄまたは溝部２３５ａ〜２３５ｄに防振部材２５を十分に行き渡らせ（流入させ）、防振部材２５を確実に充填することができる。
【００２６】
また、図７に示すように、複数の第１突起部２２３ａ〜２２３ｄのうち、第１突起部２２３ａ、２２３ｃに溝部２２５ａ、２２５ｃを有し、複数の第２突起部２３３ａ〜２３３ｄのうち、第２突起部２３３ｂ、２３３ｄに溝部２３５ｂ、２３５ｄを有する構造にしてもよい。この場合、第１突起部２２３ａ、２２３ｃの溝部２２５ａ、２２５ｃと第２突起部２３３ｂ、２３３ｄの溝部２３５ｂ、２３５ｄは、回転方向に互い違いに配置される構造になる。図７に示す実施例も、上述の実施例と同様に、内周側鉄心２２と外周側鉄心２３との間に防振部材２５を充填する時、溝部２２５ａ、２２５ｃおよび溝部２３５ｂ、２３５ｄに防振部材２５を十分に行き渡らせ（流入させ）、防振部材２５を確実に充填することができる。
【００２７】
図８（ａ）乃至図８（ｅ）に複数の第１突起部２２３ａ〜２２３ｄが有する溝部２２５ａ〜２２５ｄと、複数の第２突起部２３３ａ〜２３３ｄが有する溝部２３５ａ〜２３５ｄの他の実施例を示す。なお、図８（ａ）乃至図８（ｅ）では、第１突起部２２３ｃが有する溝部２２５ｃと、第２突起部２３３ｃが有する溝部２３５ｃのみを図示し、その他の溝部を省略している。
【００２８】
本実施形態による永久磁石電動機Ｍでは、複数の第１突起部２２３ａ〜２２３ｄおよび複数の第２突起部２３３ａ〜２３３ｄは、側壁２２４ａ〜２２４ｄおよび側壁２３４ａ〜２３４ｄからロータ２の径方向に窪むとともに、シャフト２１の軸方向に側壁２３４ａ〜２３４ｄに沿って延びる溝部２２５ａ〜２２５ｄおよび溝部２３５ａ〜２３５ｄを有する構造としたが、本発明はこれに限らず、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、複数の第１突起部２２３ａ〜２２３ｄおよび複数の第２突起部２３３ａ〜２３３ｄは、側壁２２４ａ〜２２４ｄおよび側壁２３４ａ〜２３４ｄからロータ２の回転方向に窪む溝部２２５ａ〜２２５ｄおよび溝部２３５ａ〜２３５ｄを有する構造にしてもよい。なお、図８（ａ）に示すように、溝部２２５ａ〜２２５ｄおよび溝部２３５ａ〜２３５ｄは、同一の回転方向に窪むものでも、図８（ｂ）に示すように、溝部２２５ａ〜２２５ｄおよび溝部２３５ａ〜２３５ｄは、互いに反対の回転方向に窪むものでもよい。
【００２９】
さらに、本実施形態による永久磁石電動機Ｍでは、複数の第１突起部２２３ａ〜２２３ｄが有する溝部２２５ａ〜２２５ｄと、複数の第２突起部２３３ａ〜２３３ｄが有する溝部２３５ａ〜２３５ｄをそれぞれ上面から見て鍵穴形状に形成された構造としたが、本発明はこれに限らず、図８（ｂ）および図８（ｄ）に示すように、溝部２２５ａ〜２２５ｄと、溝部２３５ａ〜２３５ｄをそれぞれ上面から見て四角形状に形成してもよい。また、図８（ｃ）に示すように、溝部２２５ａ〜２２５ｄと、溝部２３５ａ〜２３５ｄをＵ字形状にしてもよく、図８（ｅ）に示すように、溝部２２５ａ〜２２５ｄと、溝部２３５ａ〜２３５ｄを三角形状にしてもよい。
【符号の説明】
【００３０】
Ｍ  永久磁石電動機
１  ステータ
１１  ステータコア
１２  インシュレータ
１３  巻線
２  ロータ
２１  シャフト
２２  内周側鉄心
２２ａ  上面
２２ｂ  下面
２２１  孔
２２２  外周壁
２２３ａ〜２２３ｄ  第１突起部
２２４ａ〜２２４ｄ  側壁
２２５ａ〜２２５ｄ  溝部
２３  外周側鉄心
２３ａ  上面
２３ｂ  下面
２３１  外周壁
２３２  内周壁
２３３ａ〜２３３ｄ  第２突起部
２３４ａ〜２３４ｄ  側壁
２３５ａ〜２３５ｄ  溝部
２４ａ〜２４ｈ  永久磁石
２５  防振部材
２５ａ  上面
２５ｂ  下面
２６  樹脂
３  モータ外郭
【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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