(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と、外周側に永久磁石が配置され前記固定子に対して空隙を介して回転自在に支持される回転子と、から成る電動機であって、
前記回転子が、
前記永久磁石を固定する外周部と、この外周部の内周側に位置して軸に嵌合固着される円筒部と、この円筒部と前記外周部の間で放射状に配置され前記円筒部と前記外周部を連結する複数のリブと、から構成される連結部材を有するとともに、
前記連結部材の前記複数のリブ間に形成される複数の空洞に充填され、当該電動機の円周方向のトルクむらに起因する加振エネルギーを吸収する粉末状部材を備えたことを特徴とする電動機。
【請求項２】
前記粉末状部材が充填される前記空洞と略同等形状をした袋もしくは容器、または前記粉末状部材が充填されることで形状が前記空洞の形状に追従する袋もしくは容器を備え、前記粉末状部材が充填された前記袋もしくは容器が前記空洞に挿入固定されることを特徴とする請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記連結部材が、前記外周部の上端面もしくは下端面から内周方向に突出するように設けられ、前記粉末状部材が充填された前記袋もしくは容器を前記空洞内に保持する保持部材を備えたことを特徴とする請求項２に記載の電動機。
【請求項４】
前記空洞の開口を封じるように前記連結部材の上端面と下端面にそれぞれ装着され、前記空洞に充填された粉末状部材の流出や他の空洞への移動を防止するシートを備えたことを特徴とする請求項１に記載の電動機。
【請求項５】
前記粉末状部材が、前記連結部材の材料よりも比重の大きな部材であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項６】
前記粉末状部材が、砂もしくは酸化鉄であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項７】
当該電動機の運転中に前記リブが円周方向にのみ弾性変形するように、前記連結部材が前記永久磁石よりもやわらかい材料にて構成される、もしくは前記リブの軸方向長さが前記回転子のコアの軸方向長さよりも短く構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の電動機を搭載したことを特徴とする送風機。
【請求項９】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の電動機を搭載したことを特徴とする圧縮機。
【請求項１０】
請求項８に記載の送風機もしくは請求項９に記載の圧縮機を搭載したことを特徴とする冷凍・空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ブラシレスモータ、ステッピングモータなどの回転子に永久磁石（マグネット）を使用する電動機、およびこの電動機を搭載した送風機、圧縮機、冷凍・空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術について特開平０９−１４９５７１号公報に基づき説明する。図１３、図１４は特開平０９−１４９５７１号公報に記載されている従来の永久磁石電動機の断面図である。図１５は図１３のＸ−Ｘでの断面を表した図である。ここで、図１３においてはマグネットロータの押え板にて防振ゴムや熱可塑性樹脂であるエラストマ−等の緩衝部材を固定する前の縦断面を表しており、図１４はマグネットロータの押え板にて緩衝部材を固定した後の縦断面を表している。図において、２は回転子の外周部分に配する永久磁石（マグネット）であり、１１は軸１に固定する回転子鉄心であり、１２はマグネット２と回転子鉄心１１を連結する緩衝部材であり、１３は防振ゴム等の緩衝部材１２を両端より挟みつけて固定する押え板である。
【０００３】
図で示すように、緩衝部材１２はマグネット２の内輪側２Аに設けた段差部２Вと回転子鉄心１１のそれぞれの端面に固定するための保持部１２Аとマグネット２と回転子鉄心１１との間の隙間１４に挿入するための挿入部１２Вとの２つの部分から構成されており、この緩衝部材１２の挿入部分１２Вの形状をマグネット２の内輪側に設けた凸部２Ｃ及び回転子鉄心１１の外輪側に設けた凸部１１Ａと略対応するように外周部と内周部に凹部１２Ｃを設ける。
【０００４】
そして、緩衝部材の挿入部１２Ｂの寸法をマグネット２の内径より外径を小さく、また、回転子鉄心１１の外径より内径を大きくして、緩衝部材１２とマグネット２と回転子鉄心１１との間に隙間１４を設ける。この隙間１４は押え板１３を緩衝部材１２に当接させて止め具１５を緩衝部材１２に設けた貫通穴１２Ｄに挿入してプッシュナット等の固定具１６にて固定する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の永久磁石（マグネット）を有する回転子（ロータ）は以上の構成することによって防振効果を得ようとしているが、緩衝部材１２を押え板１３で押えることにより防振効果を得ようとしているため、押え方（押さえ力や押さえる位置など）によっては防振効果にばらつきがでて、コギングトルク、トルクリップルといった加振力を伝達されやすい。そのため、従来のマグネットを有するロータを備えたモータを、例えば送風機に用いた場合、ファンの共振周波数と加振力の共振により異音が発生したり異常振動を起こすといった問題があった。
【０００６】
また、マグネット１２と回転子鉄心１１の連結に防振ゴムや熱可塑性樹脂であるエラストマ−等の緩衝部材を使用しているため、マグネット１２で発生したトルクを緩衝部材で直接受けて緩衝部材が劣化し、緩衝部材が劣化することによって防振効果の低下、さらにはトルク伝達が困難になることがあった。
【０００７】
この発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、低振動、低騒音の電動機を得ることを目的とする。また、緩衝部材の劣化の起こらない信頼性の高い電動機を得ることを目的とする。また、伝達される加振力の低減できる電動機を得ることを目的とする。また、緩衝部材の劣化により防振効果の低下を抑制できる電動機を得ることを目的する。また、必要なトルクを伝達できる電動機を得ることを目的する。また、信頼性の高い送風機、圧縮機、冷凍・空調装置を得ることを目的とする。また、騒音、振動の小さい送風機、圧縮機、冷凍・空調装置を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電動機は、固定子と、外周側に永久磁石が配置され固定子に対して空隙を介して回転自在に支持される回転子と、から成る電動機であって、回転子が、永久磁石を固定する外周部と、この外周部の内周側に位置して軸に嵌合固着される円筒部と、この円筒部と外周部の間で放射状に配置され円筒部と外周部を連結する複数のリブと、から構成される連結部材を有するとともに、連結部材の複数のリブ間に形成される複数の空洞に充填され、当該電動機の円周方向のトルクむらに起因する加振エネルギーを吸収する粉末状部材を備えたものである。
【０００９】
また、本発明に係る電動機は、粉末状部材が充填される空洞と略同等形状をした袋もしくは容器、または粉末状部材が充填されることで形状が空洞の形状に追従する袋もしくは容器を備え、粉末状部材が充填された袋もしくは容器が空洞に挿入固定されるものである。
【００１０】
また、本発明に係る電動機は、連結部材が、外周部の上端面もしくは下端面から内周方向に突出するように設けられ、粉末状部材が充填された袋もしくは容器を空洞内に保持する保持部材を備えたものである。
【００１１】
また、本発明に係る電動機は、空洞の開口を封じるように連結部材の上端面と下端面にそれぞれ装着され、空洞に充填された粉末状部材の流出や他の空洞への移動を防止するシートを備えたものである。
【００１３】
また、本発明に係る電動機は、粉末状部材が、連結部材の材料よりも比重の大きな部材であるものである。
【００１４】
また、本発明に係る電動機は、粉末状部材が、砂もしくは酸化鉄であるものである。
【００１５】
また、本発明に係る電動機は、当該電動機の運転中にリブが円周方向にのみ弾性変形するように、連結部材が永久磁石よりもやわらかい材料にて構成される、もしくはリブの軸方向長さが回転子のコアの軸方向長さよりも短く構成されるものである。
【００１６】
また、本発明に係る送風機は、上記のうちのいずれかの電動機を搭載したものである。
【００１７】
また、本発明に係る圧縮機は、上記のうちのいずれかの電動機を搭載したものである。
【００１８】
また、本発明に係る冷凍・空調装置は、上記の送風機もしくは上記の圧縮機を搭載したものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。図１は本発明の実施の形態１を表す電動機の断面図、図２は本発明の実施の形態１を表す電動機の縦断面図、図３は本発明の実施の形態１を表す回転子（ロータ）の斜視図、図４は本発明の実施の形態１を表す回転子（ロータ）の上面図である。図１〜図４において、１は軸、２は略環状に形成された永久磁石（マグネット）、３は軸１とマグネット２を連結するための連結部材、３ａは連結部材３の内周側に位置する円筒部であり、軸１に圧入、接着、またはその併用や一体成形などにより固定されている。３ｂは連結部材３の外周部であり、マグネット２に圧入、接着、またはその併用や一体成形などにより固定されている。３ｃは連結部材３のリブであり、円筒部３ａと外周部３ｂを連結している。連結部材３は複数のリブ３ｃ間に空洞４を形成するようにしているため、円周方向に複数の空洞４を有する構造となっている。
【００２１】
ここで、連結部材３は軸方向に所定の長さを有しており、運転中に破壊しないような強度を有している。５はリブ３ｃとリブ３ｃの間に作られた空洞４に充填された粘性部材であり、砂、酸化鉄などの粉末状で大きな粘性を有している。１７は電動機の固定子（ステータ）であり巻き線が巻かれている。２０は回転子（ロータ）であり、永久磁石２および連結部材３によって構成されている。回転子２０は固定子１７に対して空隙を介して回転自在に支持されている。
【００２２】
図において、マグネット２は軸１の外周側に配置され連結部材３を介して軸１と連結している。連結部材３は、マグネットより柔らかいポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの熱化塑性樹脂の成形品で、マグネット２と結合する外周部３ｂ、軸１と結合する円筒部３ａ、外周部３ｂと円筒部３ａを連結する半径方向に放射状に配置された軸方向に所定の厚さを有するリブ３ｃで構成され、この放射状のリブ３ｃとリブ３ｃの間は空洞４になっており、そこに砂や酸化鉄などの大きな粘性抵抗を持つ粉末状の粘性部材５が充填されている。
【００２３】
ここで、リブ３ｃの厚み、半径方向の長さ、本数はモータの発生トルクや断続運転による繰返し応力に耐えうる強度で、かつ、できるだけ薄く、長く、少なくして半径方向にはほとんど変形せず、円周方向にのみ弾性変形可能なようにした方が良い。リブが円周方向に弾性変形することによって、円周方向のトルクむらに起因する加振エネルギーが粘性部材５に伝達され、この粘性部材５が円周方向のトルクむらに起因する加振エネルギーを吸収するため、振動・騒音を低減させることができる。ただし、この場合、リブ３ｃの円周方向への変形量が大きくなりすぎると、回転子位置が正確に検出できなくなり、回転子の制御性が悪化するため、本実施の形態では制御性が悪化しない程度の弾性を有するようにしている。
【００２４】
また、砂、酸化鉄などの粉末状の粘性部材５の充填量は、マグネット２から連結部材３（リブ３ｃ）に伝達される回転方向のトルクむら（トルクリップルやコギングトルクなど）を吸収できるだけの粘性を有していればよく、粘性部材５が圧縮されて粘性を有しないようにならなければ良い。また、マグネット２の磁界がリブ３ｃを通らないため、リブ３ｃの設ける位置は、マグネット２の磁極の位置に対してどこに設けてもよい。
【００２５】
以上のように、リブ３ｃとリブ３ｃの間に砂、酸化鉄などの粘性を有する粉末状の粘性部材５を充填することにより円周方向の伝達加振力のエネルギーが粘性部材５によって吸収されるので、従来よりもより広い周波数範囲で減衰、防振させることが可能となる。さらに、連結部材３に熱化塑性樹脂などのマグネット２よりもやわらかい材料を使用し、リブ３ｃの半径方向の長さや幅を適宜調整すれば、運転中に半径方向にはほとんど変形せず、円周方向（回転方向）にのみ変形させることができるので、回転方向の加振力を十分に粘性部材５に伝達することができるため更なる減衰効果が得られ、防振、低騒音化が可能となる。また、リブを半径方向に放射状に配置した場合は、構造が簡単なため信頼性の確保が容易であり、設計時間が短縮でき、製造時間も短縮できるので、低コストで信頼性の高い電動機および製品を得ることができる。
【００２６】
また、リブ３ｃの円周方向の弾性を得るために、リブ３ｃの軸方向の長さを回転子コアの軸方向長さ（回転子コアの全長）より短くすることによって対応してもよい。リブ３ｃの軸方向の長さを短くすることによって、リブ３ｃの円周方向の剛性が弱くなり円周方向の弾性変形を大きくすることができるため、円周方向の加振力のエネルギーがリブ３ｃより粉末状である粘性部材５に十分に伝達されるようになり、円周方向の加振力のエネルギーが粘性部材５に吸収されやすくなり、減衰、防振効果が向上する。
【００２７】
また、連結部材３の材料より比重の大きな砂、酸化鉄などの粉末状である粘性部材５を充填するようにすれば、回転子のイナーシャを大きくできるので回転子のトルク変動を抑制することができるようになり、さらなる低振動・低騒音化が可能となる。
【００２８】
また、マグネット２で発生したトルクは連結部材３によって軸１に伝達されるため、粉末状の粘性部材５には直接かからず粘性部材５の劣化を抑制することが出来る。さらに、マグネット２で発生したトルクを粉末状である粘性部材５で直接受けないため、粘性部材５の連結部材３への固定を簡略化できるので、粘性部材５の固定方法の自由度が広がり、さらに固定力の設定の自由度を大きくとることが出来る。
【００２９】
なお、本実施形態では、連結部材３のリブ３ｃは半径方向に直線で放射状に配置されている例について示したが、連結部材３のリブ３ｃは運転時に壊れない程度の剛性を有していれば良く、図５に示すような形状でもよい。図５は本実施の形態の回転子の別の構成例を表す平面図である。図において、３０は放射状に配置されたリブであり、湾曲している。このようにリブ３０を湾曲させることによって円周方向の剛性を小さく弾性を大きくすることができる。また、リブ３ｃの形状は、円周方向に弾性を有すれば良く、任意の曲線で円筒部３ａと外周部３ｂを連結しても同様の効果を奏する。
【００３０】
なお、本実施の形態では、連続部材３を熱可塑性樹脂で製作した例について示したが、鉄板のような金属材料でも円周方向にある程度の弾性を持たせることができれば、加振力成分が粘性部材５に伝達されるので、同様に振動・騒音の低減効果を奏する。ここで、連結部材３の材料を熱化塑性樹脂などの樹脂材にするか、鉄板のような金属材料にするかは、モータの使用する場所によって決定すればよい。たとえば、モータのトルクが大きく樹脂では強度上耐えられない場合や樹脂材が冷媒中とかに使用できないような場合には、鉄板のような金属材料を選定すればよい。以上のように連結部材３の材料を適宜選定することによって、モータの信頼性が低下したり、連結部材が劣化したりすることを抑制することができる。
【００３１】
次に、本発明の粘性部材５の挿入方法について説明する。図６は、本発明の回転子に挿入される粉末状の粘性部材５の袋詰の様子を説明するための図、図７は、本発明の回転子の斜視図である。図において、６はビニールなどで構成された袋で６ａは袋６のふたである。ここで、袋６は運転中のリブ３ｃの弾性変形に追従してリブ３ｃの変形を抑制しないような柔らかい材料で構成されていれば、別に袋でなくてもよく容器でもよい。７は砂、酸化鉄などの粉末状の粘性部材５が袋６に充填された状態の充填済袋である。
【００３２】
図において、粉末状の粘性部材５の充填された袋７は、リブ３ｃ間に形成された空洞４と略同等形状をした袋６に砂、酸化鉄などの粉末状の粘性部材５を充填することによって構成されている。まず、図６（ａ）のように袋６に粉末状の粘性部材５を充填し、図６（ｂ）に示した袋６のふた６ａで図６（ｃ）に示すように封印するか袋６の端部を閉じて砂、酸化鉄などの粉末状の粘性部材５が流出しないようにして充填済袋７を構成する。そして、図７に示したように回転子２のリブ３ｃ間の空洞４に粉末状の粘性部材５が充填された充填済袋７が挿入固定される。
【００３３】
上記のように充填済袋７を空洞４に挿入し、接着などにより連結部材３の空洞４の内側に固定してもよいが、空洞４に先に袋６を挿入固定しておいて、その後に粘性部材５を充填してふた６ａを封印してもよい。図８は本発明の回転子の製造フローチャート図である。図において、ＳＴ１は軸１に連結部材３を固定するステップ、ＳＴ２はマグネット２を連結部材３に固定するステップ、ＳＴ３は空洞部４の内面に袋６を挿入固定するステップ、ＳＴ４は袋６に粘性部材５を充填するステップ、ＳＴ５は袋６のふた６ａを接着や溶着などにより封印するステップである。
【００３４】
まず、ＳＴ１にて鉄などで製造された軸１に連結部材３の円筒部３ａ（軸１を固定する円筒部）を圧入や接着などにより固定し、ＳＴ２にてマグネット２を連結部材３の外周部３ｂと接着などにより固定する。そして、ＳＴ３にて連結部材３の空洞部４の内面に袋６を挿入し接着材などにより固定して、ＳＴ４にて粘性部材５を充填する。最後にＳＴ５にて袋６のふた６ａを溶着などにより封印する。
【００３５】
以上のようにして回転子および電動機を製造すれば、簡単な方法にてリブ間に粘性部材を充填した回転子を製造できる。また、充填する粘性部材の充填量を１つずつ変更することができ、大量生産だけでなく、多種類混合生産が可能になる。
【００３６】
ここで、ＳＴ１では軸１と連結部材３は一体成形しても良いし、ＳＴ３で行った袋の挿入固定を、ＳＴ１にて連結部材３を軸１に固定する前に連結部材３の空洞４に予め袋６を挿入固定していてもよい。また、軸１、連結部材３およびマグネット２を一体成形してもよい。
【００３７】
また、ＳＴ３で袋（あるいは容器）６に粘性部材５を充填してふた６ａを封印した袋７を先に造っておいた後に、ＳＴ４にて粘性部材５が充填された袋７をリブ３ｃ間の空洞４の挿入固定してもよい。このようにすると、充填済袋７を別工程で製造できるようになり、回転子の製造ラインとは別部所で製造することができる。したがって、設備が簡略化でき、しかも粘性部材５を充填する時間が低減できるので、回転子の製造時間が短縮でき、低コストな電動機および製品を得ることができる。
【００３８】
ここで、砂、酸化鉄などの粉末状の粘性部材５の量は、マグネット２から伝達される加振力に合わせて加振力が吸収できるように選定する。
【００３９】
以上のように構成することによって、空洞４内に挿入された充填済袋７内の砂、酸化鉄などの粉末状の粘性部材５が伝達加振力エネルギーを吸収することにより従来よりも広い周波数範囲で減衰、防振することが可能となる。また、空洞４内に連結部材３よりも比重の大きな粉末状の粘性部材５を充填したので、回転子２のイナーシャを大きくすることができ、イナーシャが大きくなることにより回転子２のトルク変動をさらに小さく抑制することができる。
【００４０】
また、マグネット２で発生したトルクは連結部材３によって軸１に伝達されるため粉末状の粘性部材５ではトルクを直接受けない。このため袋６の強度は粉末状の粘性部材５が飛び散らない程度でよく、トルクを受けるような高強度が不要であり、安価なものを使用することが出来る。
【００４１】
なお、本実施形態では、袋６の形状を空洞４の形状と略同等にしているが、砂・酸化鉄などの粉末状である粘性部材５を充填したあとに空洞４に挿入でき、空洞４の形状に追従するような袋（あるいは容器）であればよく、袋６の形状は空洞４の形状と略同等でなくとも同様の効果を奏する。
【００４２】
なお、本実施形態では、袋６に砂、酸化鉄などの粉末状の粘性部材５を充填していたが、ブチレンゴムのような粘性を有するゲル状（流動性を失い、多少の弾性と硬さをもってゼリー状に個化した状態）のものを充填しても同様の効果を奏する。ゲル状の部材を充填するようにすれば、形状をある程度固定することができるので、取り扱いが容易になり作業性が向上する。また、砂、酸化鉄などの粉末状の粘性部材５を充填する袋６をビニール状のものとしたが、布や皮などの弾性がないか弾性が非常に小さく袋状に出きるものであれば同様の効果を奏する。
【００４３】
本実施の形態では、永久磁石として製造コストの安いプラスチックマグネットを使用した例について説明したが、通常の鉄材による円筒形の永久磁石や回転子の外周側面に複数の永久磁石を貼り合わせたような場合にも適用できるのは言うまでもない。
【００４４】
また、永久磁石２にプラスチックマグネットを使用し、連結部材３にマグネットよりも柔らかい熱加塑性樹脂を使用して一体成形すれば、成形が簡単にできコストが低減できる。また、従来のように磁石を貼りつけたりする必要もなくなるので、電動機の製造時間が短縮できる。さらに、永久磁石にプラスチックマグネットを使用すれば、従来のように永久磁石を貼り合わせた場合に比べてバランスをとる必要もなくなり簡単に製造できる。
【００４５】
以上のように、円筒部３ａと永久磁石２とをリブ３ｃで連結し、リブ３ｃ間に粘性部材５を充填した回転子２０を備えた電動機によれば、円周方向のトルクむらに起因する加振エネルギーが粘性部材５に伝達され、この粘性部材５が円周方向のトルクむらに起因する加振エネルギーを吸収するため、振動・騒音を低減させることができる。
【００４６】
実施の形態２．
図９は、本発明の実施の形態２を表す回転子の製造工程を説明するための斜視図である。図において、実施の形態１と同等部分は同一の符号を付して説明を省略する。図において、９は連結部材３の上端面、あるいは下端面に設けられ内周方向に突出した爪上の保持部材であり、外周部３ｂに別部材で製造された後に固定されたり、あるいは外周部３ｂと一体に成形されたりして製造される。
【００４７】
実施の形態１では、粉末状の粘性部材５を袋６に充填した後に空洞４に挿入し接着剤などで固定する方法について説明したが、本実施の形態では、粘性部材５の回転子２への固定方法の別の実施例について説明する。まず、図９（ａ）のように空洞４に予めビニールなどの袋６を挿入し、図９（Ｂ）に示すように袋６に砂、酸化鉄などの粉末状である粘性部材５を充填し、図９（Ｃ）のように袋６に付いているふたで封印するか袋６の端部を閉じて砂、酸化鉄などの粉末状の粘性部材５が流出しないようにして充填済袋７を構成している。
【００４８】
上記のようにして粘性部材５を充填するようにすれば、爪状の保持部材９が存在していても、粘性部材５を充填することができる。また、粘性部材５が充填された袋７は保持部材９によって空洞４から抜けることが無くなるため、充填済袋７を空洞４内に保持することができる。ここで、砂、酸化鉄などの粉末状の粘性物質５の充填量は、マグネット２から伝達される加振力に合わせて選定されている。ここで、保持部材９の個数は、粘性部材５が流出しないように多数設けてよい。
【００４９】
以上のように構成することで、トルク変動成分の加振力エネルギーがリブ３ｃの円周方向への弾性変形により空洞４内に挿入された袋７内の砂、酸化鉄などの粉末状である粘性部材５に伝達されることによって、粘性部材５が加振力エネルギーを吸収するため従来よりも広い周波数範囲で減衰、防振することが可能となる。また、マグネットよりも比重の大きな酸化鉄などの粉末状の粘性部材５を充填すれば、マグネットロータのイナーシャが大きくなるためロータのトルク変動をさらに小さく抑制することができる。
【００５０】
また、マグネット２で発生したトルクは連結部材３によって軸１に伝達されるため粉末状である粘性部材５には直接かからないため袋６の強度を運転中に粘性部材５が飛び散らない程度であればよいため、強度を必要以上に必要としないので安価なものを選定するなど選定の自由度が広がる。なお、本実施の形態では、ビニール材の袋６を空洞４に挿入しただけの簡単な構成であるが、袋６を挿入して接着などで固定しても同様の効果を奏する。
【００５１】
なお、本実施の形態では、空洞４に袋６を挿入する構成のものを示したが、別に袋６はなくてもよく、リブ３ｃの上下両端面にビニール材などでふたを装着するような構造にしても同様の効果を奏する。なお、本実施形態では、袋６に砂、酸化鉄などの粉末状の粘性部材５を充填したが、ブチレンゴムのようなゲル状のものを充填しても同様の効果を奏する。また、砂、酸化鉄などの粉末状である粘性部材５を充填する袋６をビニール材などの材料としたが、布や皮などの弾性がないか非常に小さくしかも空洞４と略同等形状の袋状に出きるものであれば同様の効果を奏する。
【００５２】
実施の形態３．
図１０は、本発明の実施の形態３を表す回転子の斜視図である。図において、実施の形態１、実施の形態２と同等部分は同一の符号を付して説明を省略する。図において、８は連結部材３の上端面あるいは下端面を封印するための連結部材３の上下端面の開口形状のそれぞれと略同等形状をしたビニール材などで構成されたシートである。
【００５３】
図において、予め連結部材３の上端面あるいは下端面のどちらか一方（例えば下端面）に上記シート８を接着剤や溶着などにより取りつけておき、空洞４に砂、酸化鉄などの粉末状である粘性部材５を充填した後にシート８で連結部材３のシート８を取りつけていない方の端面（たとえば上面）に接着や熱による圧着などにより固定する。この場合、リブ３ｃ間の空洞４に充填された粘性部材５が他の空洞４に移動しないようにシート８は取りつけられている。
【００５４】
上記の方法により、空洞４に充填された砂、酸化鉄などの粉末状である粘性部材５が流出したり、飛び出したりすることが防止できる。ここで、砂、酸化鉄などの粉末状の粘性部材５の充填量は、マグネット２から伝達される加振力に合わせて選定すればよい。
【００５５】
この様にすることで、実施の形態１あるいは実施の形態２でも説明したように、リブ３ｃの円周方向への弾性変形により空洞４に挿入された大きな粘性抵抗を持つ粘性部材５に伝達されるが、粘性部材５が粘性を有するため伝達加振力のエネルギーを吸収することができ、従来よりも広い周波数範囲で減衰、防振することが可能となる。リブの軸方向の長さを短くすることで、軸方向の伝達加振力を減衰、防振することができる。
【００５６】
また、マグネット２で発生したトルクは連結部材３によって軸１に伝達されるため、リブ３ｃ間の空洞に充填された粘性部材５はこのトルクを直接受けることがない。このためシート８は、高強度を必要とせず、粉末部材が飛び散らない程度で良いため、安価なものを使用することが出来きるようになりシート材料の選定の自由度がひろがる。
【００５７】
なお、本実施の形態では、ビニール材のシート８を連結部材３に接着や熱圧着により固定するように説明したが、図１１で示すような取りつけ方法でよい。図１１は本発明の実施の形態３を表す回転子の別の構成例を説明するための図である。図１１（ａ）は本発明の実施の形態３を表す回転子の斜視図、図１１（ｂ）はシート８をキャップ１０にてリブ３ｃに固定した状態を説明する図である。
【００５８】
図１１において、８はビニール材などで構成されたシートであり、１０はシート８を固定するためのキャップである。最初にどちらか一方の端面にシート８をキャップ１０にて連結部材３に嵌めるよう（連結部材３を挟みこむように）にして固定し、その後もう一方の端面より粘性部材５を充填し、シート８を連結部材３の端面に乗せた後キャップ１０をリブ３ｃに嵌めるよう（連結部材３を挟みこむように）にして固定してしてもよい。ここで、キャップ１０は弾力性を有するゴム材などで構成されている。
【００５９】
なお、本実施形態では、空洞４に砂、酸化鉄などの粉末状の部材を充填しているが、実施の形態１でも説明したようにブチレンゴムのようなゲル状のものを充填しても同様の効果を奏する。また、連結部材３に固定したシート８をビニール材のものとしたが、布や皮などの弾性がないか非常に小さいものであれば同様の効果を奏する。
【００６０】
以上のように、実施の形態１〜実施の形態３の電動機は、従来の回転子のリブ間の空洞に安価な砂や酸化鉄などの粉末状部材（あるいはゲル状部材）を充填するだけで、従来に比べて広い周波数範囲で回転方向の加振力を減衰させ、防振効果が得られるため、製品に搭載する場合に、製品との共振を気にせずに電動機が運転される回転数の設定が行える。また、空洞４に砂や酸化鉄などの粉末状部材を充填しているだけなので、解体時に容易に砂や酸化鉄などの粉末状部材を取り出すことができ、リサイクル性にもすぐれている。
【００６１】
実施の形態４．
図１２は本発明の実施の形態４を示す図で、冷凍・空調装置の一例として空気調和機の構成を表した図である。図１２において、５６は空気調和機の室内機、５７は空気調和機の室外機であり圧縮機を備えている。５８は上記実施の形態１〜３に記載の永久磁石型電動機により駆動される送風機である。
【００６２】
ここで、送風機に実施の形態１〜実施の形態３の電動機を適用すれば、送風機内部の電動機に起因する振動・騒音が低減できるので、信頼性を損なうことなく電動機の支持構造を簡略化できる。したがって、防音・防振に関わる部品数を削減できるため送風機の重量低減が行え、運搬が容易になるとともに搭載する製品への据付時に据付場所を選ばない据付自由度の大きな送風機を得ることができる。
【００６３】
室内機５６は室外機５７に接続され、冷凍サイクルを構成し、室外機に搭載された圧縮機が駆動されることによって冷房運転・暖房運転などを行うことができる。ここで、室内機５６、室外機５７には上記実施の形態１〜３に記載の永久磁石型電動機により駆動される送風機５８を有しているので、送風機５８が低振動・低騒音となるため、従来のように別部品により防振材や防音材を設ける必要がなくなり、構造が簡単で低コストの送風機あるいは冷凍・空調装置を得ることができる。ここで、送風機とは、冷凍・空調装置に使用されるものに限定されるものでなく、換気扇や送風ファンや扇風機など送風するもの全てに適用できるのは言うまでもない。
【００６４】
また、上記実施の形態１〜３に記載の電動機を室外機５７の送風機５８に適用した場合について説明したが、室内機５６に設けられる室内送風機などに適用しても同等の効果が得られるのは言うまでもない。このように構成することで、冷凍・空調装置の送風機は振動が低減するので、振動大により破損することがなくまた、防振・防音構造が簡略化でき、低振動、低騒音、低コストで信頼性の高い電動機、送風機、冷凍・空調装置を得ることが出来る。
【００６５】
また、送風機だけでなく、圧縮機に適用してもよい。圧縮機に適用すれば圧縮機内部の電動機に起因する振動・騒音が低減できるので、信頼性を損なうことなく電動機の支持構造を簡略化できる。したがって、防音・防振に関わる部品数を削減できるため圧縮機の重量低減が行えるので、圧縮機の運搬が容易になり、ひいては圧縮機を搭載した製品（例えば、冷凍・空調装置など）の重量低減および運搬の容易化を達成できる。
【００６６】
また、送風機あるいは圧縮機の騒音・振動が低減されるので、送風機や圧縮機を搭載した製品（例えば、冷凍・空調装置など）の送風機や圧縮機を固定する据付部材の剛性を小さくできるため、据付部材の設計の自由度が広がる。また、据付部材の材料が高強度のものでなくてもよくなるので、据付部材の材料の選定の自由度も広がり、また、ユニットの防振・防音構造が簡略化でき、低コストでありながら信頼性の高い圧縮機および冷凍・空調装置を得ることができる。
【００６７】
【発明の効果】
本発明に係る電動機は、固定子と、外周側に永久磁石が配置され固定子に対して空隙を介して回転自在に支持される回転子と、から成る電動機であって、回転子が、永久磁石を固定する外周部と、この外周部の内周側に位置して軸に嵌合固着される円筒部と、この円筒部と外周部の間で放射状に配置され円筒部と外周部を連結する複数のリブと、から構成される連結部材を有するとともに、連結部材の複数のリブ間に形成される複数の空洞に充填され、当該電動機の円周方向のトルクむらに起因する加振エネルギーを吸収する粉末状部材を備えたことにより、空洞に粉末状部材を充填するだけで、円周方向のトルクむらに起因する加振力のエネルギーが粉末状部材に伝達吸収されるので、広い周波数範囲で円周方向の加振力を減衰、防振させることができるとともに、空洞に粉末状部材を充填しているだけなので、解体時に容易にその粉末状部材を取り出すことができる低振動・低騒音でリサイクル性にも優れた電動機を得ることができる。
【００６８】
また、本発明に係る電動機は、粉末状部材が充填される空洞と略同等形状をした袋もしくは容器、または粉末状部材が充填されることで形状が空洞の形状に追従する袋もしくは容器を備え、粉末状部材が充填された袋もしくは容器が空洞に挿入固定されるものであるので、簡単な方法でリブ間の空洞に粉末状部材を充填した回転子を製造することできるとともに、回転子の製造時間が短縮でき、低コストな電動機を得ることができる。
【００６９】
また、本発明に係る電動機は、連結部材が、外周部の上端面もしくは下端面から内周方向に突出するように設けられ、粉末状部材が充填された袋もしくは容器を空洞内に保持する保持部材を備えたので、粉末状部材が充填された袋もしくは容器が空洞から抜けることを防止できる。
【００７０】
また、本発明に係る電動機は、空洞の開口を封じるように連結部材の上端面と下端面にそれぞれ装着され、空洞に充填された粉末状部材の流出や他の空洞への移動を防止するシートを備えたので、空洞に充填された粉末状部材が、空洞から流出したり、飛び出したり、また、他の空洞に移動したりすることを防止できる。
【００７２】
また、本発明に係る電動機は、粉末状部材が、連結部材の材料よりも比重の大きな部材であることにより、回転子のイナーシャを大きくできるので、回転子のトルク変動を小さく抑制することができ、さらなる低振動・低騒音化が可能となる。
【００７３】
また、本発明に係る電動機は、粉末状部材が、砂もしくは酸化鉄であるので、安価な部材を充填するだけで、円周方向の加振力を減衰、防振させることができる低振動・低騒音な電動機が得られる。
【００７４】
また、本発明に係る電動機は、当該電動機の運転中にリブが円周方向にのみ弾性変形するように、連結部材が永久磁石よりもやわらかい材料にて構成される、もしくはリブの軸方向長さが回転子のコアの軸方向長さよりも短く構成されることにより、円周方向の加振力のエネルギーを十分に粉末状部材に伝達することができるので、円周方向の加振力のエネルギーが粉末状部材に吸収されやすくなって、加振力の減衰、防振効果を向上させることができる。
【００７５】
また、本発明に係る送風機は、上記のうちのいずれかの電動機を搭載したことにより、送風機内部の電動機に起因する振動・騒音が低減できるので、信頼性を損なうことなく電動機の支持構造を簡略化でき、そのため防振・防音に関わる部品数を削減できて送風機の重量が低減され、運搬が容易になるとともに搭載する製品への据付自由度の大きな送風機を得ることができる。
【００７６】
また、本発明に係る圧縮機は、上記のうちのいずれかの電動機を搭載したことにより、圧縮機内部の電動機に起因する振動・騒音が低減できるので、信頼性を損なうことなく電動機の支持構造を簡略化でき、防音・防振に関わる部品数を削減できて圧縮機の重量低減、ひいては圧縮機を搭載した製品の重量低減が行え、圧縮機および圧縮機を搭載した製品の運搬の容易化を達成できる。
【００７７】
また、本発明に係る冷凍・空調装置は、上記の送風機もしくは上記の圧縮機を搭載したことにより、送風機や圧縮機を固定する据付部材の剛性を小さくできるので、据付部材の設計の自由度が広がるとともに、据付部材の材料が高強度のものでなくてもよくなるので、据付部材の材料選定の自由度も広がり、また、ユニットの防振・防音構造が簡略化でき、低コストでありながら信頼性の高い冷凍・空調装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１を表す電動機の断面図である。
【図２】  本発明の実施の形態１を表す電動機の縦断面図である。
【図３】  本発明の実施の形態１を表す回転子（ロータ）の斜視図である。
【図４】  本発明の実施の形態１を表す回転子（ロータ）の上面図である。
【図５】  本実施の形態の回転子の別の構成例を表す平面図である。
【図６】  本発明の回転子に挿入される粉末状の粘性部材５の袋詰の様子を説明するための図である。
【図７】  本発明の回転子の斜視図である。
【図８】  本発明の回転子の製造フローチャート図である。
【図９】  本発明の実施の形態２を表す回転子の製造工程を説明するための斜視図である。
【図１０】  本発明の実施の形態３を表す回転子の斜視図である。
【図１１】  本発明の実施の形態３を表す回転子の別の構成例を説明するための図である。
【図１２】  本発明の実施の形態４を示す冷凍・空調装置の構成を表す図である。
【図１３】  従来の永久磁石電動機の断面図である。
【図１４】  従来の永久磁石電動機の断面図である。
【図１５】  図１３のＸ−Ｘでの断面を表した図である。
【符号の説明】
１  軸、２  永久磁石（マグネット）、２Ａ  内輪側、２Ｂ  段差部、２Ｃ  凸部、３  連結部材、３ａ  円筒部、３ｂ  外周部、３ｃ  リブ、４  空洞、５粘性部材、６  袋、６ａ  ふた、７  充填済袋、８  シート、９  保持部材、１０  キャップ、１１  回転子鉄心、１１ａ  回転子鉄心の凸部、１２  緩衝部材、１２Ａ  保持部、１２Ｂ  挿入部、１２Ｃ  凹部、１２Ｄ  貫通穴、１３  押え板、１４  隙間、１５  止め具、１６  固定具、２０  回転子、３０  リブ、５６  室内機、５７  室外機、５８  送風機。
【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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