(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インナロータ型アキシャルエアギャップモータに使用される軟磁性材製のロータコアにおいて、前記ロータコアの内周面寄りの位置にて略軸方向に形成され、前記ロータコアの径方向断面における重心位置を前記ロータコアの回転軸心よりも偏心させるロータコア偏心用の孔を有し、
前記孔は、前記ロータコアの両端面間を貫通する貫通孔であり、
前記貫通孔に挿入されて内部空気を軸方向一方側に付勢する螺旋形状の翼を有することを特徴とするロータ重心偏心型モータ。
【請求項２】
インナロータ型アキシャルエアギャップモータに使用される軟磁性材製のロータコアにおいて、前記ロータコアの内周面寄りの位置にて略軸方向に形成され、前記ロータコアの径方向断面における重心位置を前記ロータコアの回転軸心よりも偏心させるロータコア偏心用の孔を有し、
前記孔は、前記ロータコアの両端面間を貫通する貫通孔であり、
前記貫通孔よりも径方向外側に形成された遠心翼を有し、前記遠心翼は、前記貫通孔から出た空気を遠心方向へ付勢することを特徴とするロータ重心偏心型モータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロータ重心がロータの回転軸心より偏心したロータ重心偏心型モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
スクロール型のコンプレッサは、ピストンおよびシリンダを用いるコンプレッサに比較して種々の利点をもち、スクロール型のエアポンプは軸流翼や遠心翼をもつエアポンプに比較して低回転数で所望の吐出圧を得られるので、小型化できるという利点を有している。しかし、スクロール型のコンプレッサ又はエアポンプはその回転軸に偏心荷重を発生させるので、モータの回転軸にこの偏心荷重を相殺するカウンタウエイトを取り付けている。
【０００３】
また、  振動モータでは、モータの回転軸に積極的にカウンタウエイトを取り付け、このカウンタウエイト回転の反動としてモータハウジングが振動する現象を利用して振動力を得ている。
【０００４】
図５、図６に、カウンタウエイトを装着した同期モータのＩＰＭ（内部埋め込み永久磁石）型ロータの従来例を示す。
１００は回転軸、１０１はロータコア、１０２はカウンタウエイト、１０３はすべて点対称形状に配置されたロータコアの軸方向貫通孔、１０４は永久磁石、１０５は永久磁石収容孔である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５からわかるように、ロータがカウンタウエイトをもつことにより、ロータの軸方向長が増大して出力当たりの重量、体格が増大するという問題が生じた。また、カウンタウエイトがロータコアの端面近傍のスペースを占有するために、ロータコアの端面に冷却ファンを設けることが困難となり、冷却性能が低下し、その分だけ更にモータ体格が増大するという問題もあった。更に、カウンタウエイトを製造し、それを回転軸に安定に固定する作業が必要となり、部品点数および作業工数が増大するという問題もあった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、重量、体格の増大を抑止し、冷却ファン設置が容易であり、部品点数および作業工数を低減可能なロータ重心偏心型モータを提供することをその目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のロータ重心偏心型モータは、インナロータ型アキシャルエアギャップモータに使用される軟磁性材製のロータコアにおいて、前記ロータコアの内周面寄りの位置にて略軸方向に形成され、前記ロータコアの径方向断面における重心位置を前記ロータコアの回転軸心よりも偏心させるロータコア偏心用の孔を有し、前記孔は、前記ロータコアの両端面間を貫通する貫通孔であり、前記貫通孔に挿入されて内部空気を軸方向一方側に付勢する螺旋形状の翼を有することを特徴としている。
【０００８】
すなわち、本発明では、孔が全体として偏心して形成されているために、ロータコア自体がカウンタウエイトとして機能する。なお、ロータコアの内周面近傍に設けても、磁束はこの孔の径方向外側を通過できるため、ロータコアの電磁性能にはほとんど悪影響を与えることがない。
【０００９】
このため、カウンタウエイト省略による小型軽量化、ロータコアの端面に冷却ファンを設けることができるため冷却性能の向上、及び、部品点数および作業工数の低減を実現できる他、ロータコア端面への冷却ファン設置による冷却性能向上が可能となる。
【００１１】
そして、本構成によれば、この貫通孔を通じて冷却空気流を流すことができるので、ロータコア冷却性能が向上可能となる。
【００１３】
更に、貫通孔内の空気を軸方向へ付勢することができ、ロータコア冷却効果を向上することができる。
【００１４】
請求項２記載の構成によれば、インナロータ型アキシャルエアギャップモータに使用される軟磁性材製のロータコアにおいて、前記ロータコアの内周面寄りの位置にて略軸方向に形成され、前記ロータコアの径方向断面における重心位置を前記ロータコアの回転軸心よりも偏心させるロータコア偏心用の孔を有し、前記孔は、前記ロータコアの両端面間を貫通する貫通孔であり、前記貫通孔よりも径方向外側に形成された遠心翼を有し、前記遠心翼は、前記貫通孔から出た空気を遠心方向へ付勢することを特徴としている。
【００１５】
本構成によれば、貫通孔内の空気を軸方向へ付勢することができ、ロータコア冷却効果を向上することができる。
【００１６】
なお、この遠心翼は、貫通孔からでた空気を優先的に遠心翼の径方向内側に案内するシュラウドガイドを有することができる。もちろん、このシュラウドガイドを持たなくても遠心翼の径方向内側は遠心翼により他の部分よりも相対的に負圧とされるので、貫通孔に空気流を形成することができる。
【００１７】
本発明に至る試験的な形態として、例えば請求項１記載のロータ重心偏心型モータにおいて更に、前記孔は、前記ロータコアの径方向へ伸びる線対称中心線の両側に線対称形状に形成しても良い。
【００１８】
このような形態では、孔が線対称形状に形成されているため、カウンタウエイト効果を損なうことなく回転バランスを向上することができる。また、例えば請求項１記載のロータ重心偏心型モータにおいて更に、前記ロータコアは、前記孔の径方向外側に位置して周方向等ピッチで偶数個の永久磁石を有し、周方向に隣接する一対の孔間の境界部の周方向中心は、周方向に隣接する一対の永久磁石間の境界部の周方向中心と周方向略同位置に配置すれば、最も磁束密度が高い永久磁石間の境界部における磁気飽和を抑止し、磁気抵抗を減少することができる。
【００１９】
また、例えば請求項１記載のロータ重心偏心型モータにおいて更に、前記ロータコアの端面に隣接乃至近接してカウンタウエイトをもち、このカウンタウエイトの偏心荷重効果は前記孔のそれと一致する配置を有するとすれば、小さなカウンタウエイトにより大きな荷重偏心効果を実現することができる。
【００２０】
更に、例えば、前記ロータコアの端面に隣接乃至近接して前記カウンタウエイトの非存在スペースに前記カウンタウエイトと一体に遠心翼を有するとすれば、部品点数を増加したり、モータ体格を増大することなく、冷却性能を向上することができる。
【００２１】
なお、インナロータ型アキシャルエアギャップモータに使用される軟磁性材製のロータコアにおいて、前記ロータコアの内周面寄りの位置にて略軸方向に形成され、前記ロータコアの径方向断面における重心位置を前記ロータコアの回転軸心よりも偏心させるロータコア偏心用の孔を有し、回転軸心を中心として前記孔と所定角度離れて、前記ロータコアよりも高比重物質が充填された第二の孔を有する、とすることができる。
【００２２】
この形態では、孔の荷重偏心効果と高比重物質の荷重偏心効果の相乗効果により体格を増大することなく、一層大きな偏心荷重を実現することができる。
【００２３】
尚、上述したロータ重心偏心型モータにおいて、スクロール型のコンプレッサ又はエアポンプを駆動するモータとすることが可能であり、スクロール型のコンプレッサ又はエアポンプ装置を小型軽量化することができる。
【００２４】
また、上述したロータ重心偏心型モータにおいて、振動モータとすれば、振動モータを小型軽量化することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明のロータ重心偏心型モータの好適な実施態様を以下の実施例により詳細に説明する。
【００２６】
【実施例１】
本発明のロータ重心偏心型モータのロータの軸方向断面図を図１に、その径方向断面図を図２に示す。なお、図２はロータコア２１のみを示す。
【００２７】
１は回転軸、２はロータ、３はハウジング、４はステータ、５，６は球軸受けである。ステータは、積層電磁鋼板製のステータコアと、ステータコアの内周部のスロットに挿通された電機子コイルとを有している。ロータ２は、積層電磁鋼板製のロータコア２１、永久磁石２２、遠心翼２３，２４を有している。
【００２８】
ロータコア２１は、図２に示すように、永久磁石２２を収容する磁石収容孔２１１と、磁石収容孔２１１の径方向内側に配置された通風孔２１２〜２１６と高比重物質充填孔２１７とを有している。
【００２９】
通風孔２１２〜２１６は、ロータコア２１の径方向断面の一方の半円部に線対称中心線Ｍを中心として線対称に配置されている。通風孔２１２〜２１６のうち、線対称中心線Ｍ上の通風孔２１４が最も大面積をもち、通風孔２１２、２１６が最も小面積に形成されている。
【００３０】
高比重物質充填孔２１７は、通風孔２１４と１８０度離れた位置に配置され、内部に鉛棒が挿通、固定されている。
【００３１】
遠心翼２３は、略輪板状の翼支持板２５の外周面の一面側に翼支持板２５のプレス加工により形成されている。翼支持板２５はロータコア２１の一端面に溶接されてるがスルーボルトで締結されてもよい。図１に示すようにこの翼支持板２５は、通風孔２１２〜２１６の出口側の開口を囲んで配置されている。通風孔２１２〜２１６から出た冷却風は通風孔２１２〜２１６の径方向外側に設けられた遠心翼２３へ、シュラウドガイドとして機能する翼支持板２５により案内される。
【００３２】
遠心翼２４は、従来同様にロータコア２１の他端面に溶接されている。３１は、ハウジング３の端壁に貫設されて遠心翼２４の径方向内側に外部より冷却風を導入する通風孔である。通風孔３１から導入された冷却風の一部は遠心翼２４に、残部は通風孔２１２〜２１６を通じて遠心翼２３に流れ込む。
【００３３】
上記説明したこの実施例のロータ重心偏心型モータによれば、ロータ重心偏心型モータの小型軽量と冷却性の向上とを図ることができる。
【００３４】
この実施例では、通風孔２１２〜２１６は、ロータコア２１の径方向へ伸びる線対称中心線の両側に線対称形状に形成され、通風孔２１４から両側へ順次通風孔が小型化しているので、カウンタウエイト効果を損なうことなく回転バランスを向上することができる
更に、この実施例では、互いに周方向に隣接する磁石収容孔２１１間の境界部と、通風孔２１２と２１３、２１４と２１５間の境界部が周方向同じ位置とされているので、最も磁束密度が高い永久磁石間の境界部における磁気飽和を抑止し、磁気抵抗を減少することができる。
【００３５】
【実施例２】
他の実施例を図３に示す。図３はロータ重心偏心型モータのロータコア２１の一部を示す。
【００３６】
この実施例では、ロータコア２１の両端にカウンタウエイト７を設ける。このカウンタウエイト７の径方向断面における重心位置は、ロータコア２１の通風孔２１２〜２１６の負の重心位置と１８０度逆の位置となっている。これにより大きな偏心荷重を得ることができる。更に、この実施例では、カウンタウエイト７は、径方向断面において、カウンタウエイト７により占有されないスペース部分に遠心翼７１を設けている。円盤部７２により、遠心翼７１はカウンタウエイト７と一体に形成され、通風孔２１２〜２１６は遠心翼７１の径方向内側に開口している。円盤部７２はシュラウドガイドを兼ねている。
【００３７】
【実施例３】
他の実施例を図４に示す。図４は、ロータコア８に設けた一個の通風孔８１のみを示す模式断面図である。
【００３８】
この通風孔８１は実施例１，２と同様にロータコア８に偏心荷重を与える。この実施例では特に、樹脂成形により螺旋溝が形成された螺旋棒状体９を通風孔８１に挿入したものである。図４は螺旋棒状体９の軸方向一点における断面を示す。
【００３９】
（ａ）から（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）へ順次９０度ずつロータコア８が回転すると、この螺旋棒状体９は通風孔８１内でちょうど１回自転することがわかる。すなわち、この螺旋棒状体９は、ロータコア８が回転すると、通風孔８１内の空気を軸方向に付勢することができる。
（変形態様）
なお、上記実施例では、ＩＰＭロータ構造を例として本発明のロータ重心偏心型モータについて説明したが、ＳＰＭロータ構造、電機子コイル構造、リラクタンストルク構造、誘導ロータ構造など、種々のロータ構造に適用できることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のロータ重心偏心型モータを適用したＩＰＭロータの一実施例を示す軸方向断面図である。
【図２】図１のロータの径方向断面図である。
【図３】実施例２のロータコアの軸方向部分断面図である。
【図４】実施例３を示すロータコアの径方向模式図である。
【図５】従来のカウンタウエイト付設型ロータ重心偏心型モータのＩＰＭロータを示す側面図である。
【図６】  図５のロータの径方向断面図である。
【符号の説明】
２１７      高比重物質充填孔
【図１】
0004356232.tif 000002
【図２】
0004356232.tif 000003
【図３】
0004356232.tif 000004
【図４】
0004356232.tif 000005
【図５】
0004356232.tif 000006
【図６】
0004356232.tif 000007