(57)【要約】  ロータ（２）は、ロータ鉄心（２１）と、少なくとも１つの永久磁石（２２）と、シャフト（２３）と、カバー部材（２４）とを有する。ロータ鉄心（２１）は、内側鉄心（２１１）と、少なくとも１つの外側鉄心（２１２）とを有する。シャフト（２３）は、磁性体である。カバー部材（２４）は、ロータ鉄心（２１）を覆う。ロータ鉄心（２１）の外径をφ１とし、少なくとも１つの永久磁石（２２）からシャフト（２３）までの最小距離をｔ１としたとき、ロータ（２）は、φ１／ｔ１≧７を満たす。
2020202489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側鉄心と、径方向において前記内側鉄心の外側に位置する少なくとも１つの外側鉄心とを有するロータ鉄心と、
前記内側鉄心と前記外側鉄心との間に配置された少なくとも１つの永久磁石と、
前記内側鉄心に固定された、磁性体であるシャフトと、
前記ロータ鉄心を覆うカバー部材と
を備え、
前記ロータ鉄心の外径をφ１とし、前記少なくとも１つの永久磁石から前記シャフトまでの最小距離をｔ１としたとき、
φ１／ｔ１≧７を満たす
ロータ。
【請求項２】
前記内側鉄心は、前記ロータの周方向における前記少なくとも１つの永久磁石の端部を支持する内側突起を持つ請求項１に記載のロータ。
【請求項３】
前記外側鉄心は、前記ロータの周方向における前記少なくとも１つの永久磁石の端部を支持する外側突起を持つ請求項１又は２に記載のロータ。
【請求項４】
前記内側鉄心と前記外側鉄心との間に設けられており、前記内側鉄心及び前記外側鉄心を連結する少なくとも１つのリブをさらに備えた請求項１から３のいずれか１項に記載のロータ。
【請求項５】
前記少なくとも１つのリブは、前記ロータの周方向における前記外側鉄心の片側に設けられている請求項４に記載のロータ。
【請求項６】
前記外側鉄心は、前記内側鉄心から離間している請求項１又は２に記載のロータ。
【請求項７】
前記ロータの極間部における前記ロータ鉄心と前記カバー部材との間に充填された樹脂をさらに備えた請求項１から６のいずれか１項に記載のロータ。
【請求項８】
前記ロータは、φ１≦３０ｍｍを満たす請求項１から７のいずれか１項に記載のロータ。
【請求項９】
前記ロータの軸方向と直交する平面において、前記少なくとも１つの永久磁石の長手方向における幅をＷ１とし、前記少なくとも１つの永久磁石の短手方向における幅をＷ２としたとき、前記ロータは、Ｗ１／Ｗ２＜１０を満たす請求項１から８のいずれか１項に記載のロータ。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの永久磁石は、ネオジム焼結磁石である請求項１から９のいずれか１項に記載のロータ。
【請求項１１】
ステータと、
前記ステータの内側に配置された請求項１から１０のいずれか１項に記載のロータと
を備えたモータ。
【請求項１２】
羽根と、
前記羽根を回転させる請求項１１に記載のモータと
を備えた電動送風機。
【請求項１３】
集塵部と、
吸引力を発生させ、前記集塵部に塵埃を送り込む請求項１２に記載の電動送風機と
を備えた電気掃除機。
【請求項１４】
吸気口及び送風口を有する筐体と、
前記筐体の内部に固定されており、前記吸気口を通して前記筐体の外部の空気を吸引し、前記送風口を通して前記筐体の外部に前記空気を送る請求項１２に記載の電動送風機と
を備えた手乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータに用いられるロータに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、１万ｒｐｍ以上で高速回転する小型モータが用いられている。小型モータでは、通常、中型モータ又は大型モータに比べて出力が低下するので、小型モータにおける高出力化が求められている。小型モータの出力を高めるため、ロータにおける漏れ磁束を低減し、且つ有効磁束を増加させるための構造が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２５９３０４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、通常、ロータ鉄心の外径が小さくなるほど、永久磁石の寸法が小さくなる。その結果、ステータからの反磁界により、永久磁石が減磁しやすい。そのため、小型モータにおいて出力を高めるための種々の構造が提案されているが、永久磁石を含むロータでは、ロータの回転が高速になるほどロータに生じる遠心力が増加し、ロータの構造的な強度を維持することが困難である。【０００５】
本発明の目的は、小型モータにおける磁力の低下を抑制するとともに、ロータが小型モータにおいて高速回転する場合でも、ロータの構造的な強度を維持することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係るロータは、
内側鉄心と、径方向において前記内側鉄心の外側に位置する少なくとも１つの外側鉄心とを有するロータ鉄心と、
前記内側鉄心と前記外側鉄心との間に配置された少なくとも１つの永久磁石と、
前記内側鉄心に固定された、磁性体であるシャフトと、
前記ロータ鉄心を覆うカバー部材と
を備え、
前記ロータ鉄心の外径をφ１とし、前記少なくとも１つの永久磁石から前記シャフトまでの最小距離をｔ１としたとき、
φ１／ｔ１≧７を満たす。
本発明の他の態様に係るモータは、
ステータと、
前記ステータの内側に配置された前記ロータと
を有する。
本発明の他の態様に係る電動送風機は、
羽根と、
前記羽根を回転させる前記モータと
を有する。
本発明の他の態様に係る電気掃除機は、
集塵部と、
吸引力を発生させ、前記集塵部に塵埃を送り込む前記電動送風機と
を有する。
本発明の他の態様に係る手乾燥装置は、
吸気口及び送風口を有する筐体と、
前記筐体の内部に固定されており、前記吸気口を通して前記筐体の外部の空気を吸引し、前記送風口を通して前記筐体の外部に前記空気を送る前記電動送風機と
を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、小型モータにおける磁力の低下を抑制するとともに、ロータが小型モータにおいて高速回転する場合でも、ロータの構造的な強度を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係るモータの構造を概略的に示す断面図である。
【図２】ロータの構造を概略的に示す断面図である。
【図３】ロータの構造を概略的に示す断面図である。
【図４】ロータの他の例を示す断面図である。
【図５】ロータのさらに他の例を示す断面図である。
【図６】ロータのさらに他の例を示す断面図である。
【図７】ロータのさらに他の例を示す断面図である。
【図８】ロータのさらに他の例を示す断面図である。
【図９】ロータ鉄心の外径と各永久磁石の長手方向における幅との関係を示すグラフである。
【図１０】ロータ鉄心の外径と各永久磁石の短手方向における幅との関係を示すグラフである。
【図１１】ロータ鉄心の外径と各永久磁石における幅の比率との関係を示すグラフである。
【図１２】ロータ鉄心の外径と各永久磁石からシャフトまでの最小距離との関係を示すグラフである。
【図１３】ロータ鉄心の外径とロータ鉄心の外径及び各永久磁石からシャフトまでの最小距離の比率との関係を示すグラフである。
【図１４】ロータ鉄心の外径及び各永久磁石からシャフトまでの最小距離の比率とモータにおけるロータの磁力利用率との関係を示すグラフである。
【図１５】本発明の実施の形態２に係る電動送風機の構造を概略的に示す断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態３に係る電気掃除機（単に「掃除機」ともいう）を概略的に示す側面図である。
【図１７】本発明の実施の形態４に係る手乾燥装置としてのハンドドライヤーを概略的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
各図に示されるｘｙｚ直交座標系において、ｚ軸方向（ｚ軸）は、モータ１の軸線Ａｘと平行な方向を示し、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（ｙ軸）は、ｚ軸方向及びｘ軸方向の両方に直交する方向を示す。軸線Ａｘは、ロータ２の回転中心である。軸線Ａｘと平行な方向は、「ロータ２の軸方向」又は単に「軸方向」ともいう。径方向は、ロータ２又はステータ３の半径方向であり、軸線Ａｘと直交する方向である。ｘｙ平面は、軸方向と直交する平面である。矢印Ｄ１は、軸線Ａｘを中心とする周方向を示す。ロータ２の周方向を、単に「周方向」ともいう。
【００１０】
図１は、本発明の実施の形態１に係るモータ１の構造を概略的に示す断面図である。
モータ１は、ロータ２と、ステータ３と、位置センサ４とを有する。モータ１は、例えば、永久磁石埋込型電動機などの永久磁石同期電動機（ブラシレスＤＣモータともいう）である。
【００１１】
モータ１は、１万ｒｐｍ以上での高速回転が可能である。モータ１は、例えば、単相モータである。ただし、モータ１は、単相モータ以外のモータ、例えば、３相モータでもよい。
【００１２】
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、ロータ鉄心２１と、少なくとも１つの永久磁石２２と、シャフト２３と、カバー部材２４（単に「カバー」ともいう）とを有する。ロータ２は、ステータ３の内側に回転可能に配置されている。ロータ２とステータ３との間には、エアギャップが存在する。
【００１３】
ロータ鉄心２１は、内側鉄心２１１と、少なくとも１つの外側鉄心２１２とを有する。ロータ鉄心２１は、さらに、少なくとも１つのリブ２１３を有してもよい。
【００１４】
内側鉄心２１１は、例えば、軸方向に積層された複数のシートである。複数のシートは、例えば、複数の電磁鋼板である。内側鉄心２１１は、シャフト孔２１１ａを有する。内側鉄心２１１は、さらに、少なくとも１つの内側突起２１１ｂを持っていてもよい。
【００１５】
図１及び図２に示される例では、内側鉄心２１１は、複数の内側突起２１１ｂ、具体的には、８個の内側突起２１１ｂを持っている。各内側突起２１１ｂは、ロータ２の周方向における永久磁石２２の端部を支持する。言い換えると、ｘｙ平面において、各内側突起２１１ｂは、永久磁石２２の長手方向における端部を支持する。これにより、各永久磁石２２は、ロータ鉄心２１内で位置決めされており、ロータ鉄心２１内で固定されている。
【００１６】
外側鉄心２１２は、例えば、軸方向に積層された複数のシートである。複数のシートは、例えば、複数の電磁鋼板である。外側鉄心２１２は、ロータ２の径方向において内側鉄心２１１の外側に位置する。すなわち、内側鉄心２１１、１つの永久磁石２２、１つの外側鉄心２１２は、ロータ２の径方向において、この順に配列されている。
【００１７】
図１及び図２に示される例では、ロータ２は、複数のリブ２１３、具体的には、８個のリブ２１３を有する。各リブ２１３は、内側鉄心２１１と外側鉄心２１２との間に設けられている。各リブ２１３は、内側鉄心２１１及び外側鉄心２１２を連結する。図１及び図２に示される例では、周方向における各外側鉄心２１２の両側にリブ２１３が設けられている。
【００１８】
図２に示される例では、ロータ２は、複数の永久磁石２２（具体的には、４つの永久磁石２２）を有する。各永久磁石２２は、内側鉄心２１１と外側鉄心２１２との間に配置されている。各永久磁石２２は、ロータ２の１磁極を形成する。本実施の形態では、ロータ２は、４磁極を持つ。
【００１９】
各永久磁石２２は、例えば、ネオジム焼結磁石である。これにより、永久磁石２２の磁力を高めることができ、モータ１の出力を高めることができる。各永久磁石２２は、ロータ２の径方向に磁化されている。
【００２０】
永久磁石２２がネオジム焼結磁石であるとき、ステータ３からの反磁界によってロータ２に渦電流損が生じ、ネオジム焼結磁石が発熱する場合がある。この場合、ネオジム焼結磁石が減磁しやすい。そのため、内側鉄心２１１及び各外側鉄心２１２が軸方向に積層された複数のシートであることが望ましい、これにより、永久磁石２２がネオジム焼結磁石でも、ロータ２における渦電流損が低減し、ネオジム焼結磁石の減磁を抑えることができる。
【００２１】
シャフト２３は、磁性体である。シャフト２３は、例えば、ＳＵＳ３０４のようなオーステナイトで作られている。シャフト２３は、内側鉄心２１１に固定されている。具体的には、シャフト２３は、シャフト孔２１１ａに固定されている。したがって、各永久磁石２２からの磁束がシャフト２３を通る。これにより、各永久磁石２２と軸線Ａｘとの間の領域において、磁束が通るための磁路を確保することができる。その結果、ロータ２の磁力の低下を抑制することができる。
【００２２】
カバー部材２４は、例えば、円筒形状を持つ。カバー部材２４は、ロータ鉄心２１を覆っている。具体的には、カバー部材２４は、ロータ鉄心２１の外周面を覆っている。これにより、ロータ２の回転中に、ロータ２に大きな遠心力が生じた場合でも、外側鉄心２１２の飛散を防止することができる。言い換えると、モータ１は、カバー部材２４を有するので、ロータ２が高速で回転することができる。
【００２３】
ステータ３は、ステータコア３１と、少なくとも１つのインシュレータ３２と、少なくとも１つの巻線３３とを有する。ステータ３は、ロータ２の外側に配置されている。
【００２４】
ステータコア３１は、４つのティース３１１を有する。
【００２５】
ステータコア３１は、複数の分割コア３１ａに分割されている。図１に示される例では、ステータコア３１は、４つの分割コア３１ａに分割されている。各分割コア３１ａは、１つのティース３１１を有する。
【００２６】
インシュレータ３２は、ステータコア３１を絶縁する。各インシュレータ３２は、ステータコア３１に取り付けられている。各巻線３３は、インシュレータ３２に巻かれている。
【００２７】
図１に示されるように、ステータコア３１が複数の分割コア３１ａに分割されている場合、各巻線３３を高密度でインシュレータ３２に巻くことができる。
【００２８】
位置センサ４は、例えば、ロータ２からの磁界を検出するホール素子を有する。これにより、位置センサ４は、ロータ２からの磁界を検出することができる。位置センサ４は、例えば、ステータコア３１の２つのティース３１１の間において、互いに隣接する２つのインシュレータ３２で固定されている。これにより、モータ１のサイズを小型化することができる。
【００２９】
位置センサ４を用いてロータ２からの磁界を検出し、ロータ２の回転位置（具体的には、位相）を検出することにより、モータ１の制御が容易になる。
【００３０】
図３は、ロータ２の構造を概略的に示す断面図である。
図３に示されるように、ロータ鉄心２１の外径をφ１とし、少なくとも１つの永久磁石２２からシャフト２３までの最小距離をｔ１としたとき、ロータ２は、φ１／ｔ１≧７を満たす。図３に示される例では、最小距離ｔ１は、ｘｙ平面において、径方向における各永久磁石２２からシャフト２３までの距離である。
【００３１】
ロータ鉄心２１の外径φ１［ｍｍ］は、例えば、６０ｍｍ以下である。ただし、比率φ１／ｔ１が７以上であるとき、ロータ鉄心２１の外径φ１［ｍｍ］は、３０ｍｍ以下である。
【００３２】
図３に示されるｘｙ平面において、各永久磁石２２は、矩形形状を持つ。図３に示されるｘｙ平面において、各永久磁石２２の長手方向における幅はＷ１で示され、各永久磁石２２の短手方向における幅はＷ２で示される。各永久磁石２２において、短手方向は、例えば、永久磁石２２の磁化方向と同じである。
【００３３】
幅Ｗ１［ｍｍ］は、例えば、２．４≦Ｗ１≦３８．４を満たす。幅Ｗ２［ｍｍ］は、例えば、１．４≦Ｗ２≦２．５である。この場合、幅Ｗ１及び幅Ｗ２の比率Ｗ１／Ｗ２は、例えば、１．７≦Ｗ１／Ｗ２≦１５．４である。これにより、各永久磁石２２の減磁を抑制することができ、ロータ２を含むモータにおける出力を高めることができる。
【００３４】
〈変形例１〉
図４は、ロータ２の他の例を示す断面図である。
図４に示される例では、ロータ２の周方向における各外側鉄心２１２の片側のみにリブ２１３が設けられている。これにより、１つの永久磁石２２から隣接する他の永久磁石２２への漏れ磁束を低減することができる。その結果、ロータ２の磁力を高めることができる。
【００３５】
図４に示される例では、ロータ２の回転方向Ｄ２は時計回りである。この場合において、図４に示されるロータ２では、回転方向Ｄ２における各外側鉄心２１２の下流側にリブ２１３が設けられており、各外側鉄心２１２の回転方向Ｄ２における上流側にはリブ２１３が設けられていない。
【００３６】
〈変形例２〉
図５は、ロータ２のさらに他の例を示す断面図である。
図５に示されるロータ２は、リブ２１３を有していない。したがって、内側鉄心２１１及び各外側鉄心２１２は、互いに連結していない。すなわち、各外側鉄心２１２は、内側鉄心２１１から離間している。これにより、１つの永久磁石２２から隣接する他の永久磁石２２への漏れ磁束を低減することができる。その結果、ロータ２の磁力を高めることができる。
【００３７】
〈変形例３〉
図６は、ロータ２のさらに他の例を示す断面図である。
図６に示される例では、各外側鉄心２１２は、少なくとも１つの外側突起２１２ａを持っている。具体的には、図６に示される例では、各外側鉄心２１２は、２つの外側突起２１２ａを持っている。各外側突起２１２ａは、ロータ２の周方向における永久磁石２２の端部を支持する。言い換えると、ｘｙ平面において、各外側突起２１２ａは、永久磁石２２の長手方向における端部を支持する。これにより、各永久磁石２２は、ロータ鉄心２１内で位置決めされており、ロータ鉄心２１内で固定されている。
【００３８】
図６に示される例では、内側鉄心２１１は、内側突起２１１ｂを有していないが、１以上の内側突起２１１ｂを有していてもよい。
【００３９】
〈変形例４〉
図７は、ロータ２のさらに他の例を示す断面図である。
図７に示されるロータ２は、少なくとも１つの樹脂２６を有する。樹脂２６は、ロータ２の極間部において、ロータ鉄心２１とカバー部材２４との間に充填されている。ロータ２の極間部は、ロータ２の周方向において隣接する２つの永久磁石２２の間の領域である。樹脂２６は、ロータ鉄心２１の熱、例えば、各永久磁石２２で生じた熱をカバー部材２４へ伝達する。その熱は、カバー部材２４からロータ２の外へ放出される。すなわち、樹脂２６は、ロータ２の熱の放出を促進させる。
【００４０】
さらに、樹脂２６は、各永久磁石２２の移動を抑制する。例えば、樹脂２６は、ロータ２の回転開始時又は停止時に生じるモーメントにより各永久磁石２２が周方向に移動することを抑制することができる。
【００４１】
樹脂２６の代わりに、樹脂以外の材料で作られた物質をロータ鉄心２１とカバー部材２４との間に充填してもよい。樹脂２６以外の材料で作られた物質は、例えば、ロータ鉄心２１を電気的に絶縁する絶縁部材、又は熱伝導性の高い熱伝導部材である。
【００４２】
〈変形例５〉
図８は、ロータ２のさらに他の例を示す断面図である。
図８に示されるロータ２は、内側突起２１１ｂ及び外側突起２１２ａを持っていない。図８に示される例では、２つのリブ２１３は、ロータ２の周方向における永久磁石２２の端部を支持する。言い換えると、ｘｙ平面において、各リブ２１３は、永久磁石２２の長手方向における端部を支持する。これにより、各永久磁石２２は、ロータ鉄心２１内で位置決めされており、ロータ鉄心２１内で固定されている。
【００４３】
〈ロータ２の利点〉
ロータ２の利点について説明する。
図９は、ロータ鉄心２１の外径φ１と各永久磁石２２の長手方向における幅Ｗ１との関係を示すグラフである。
図１０は、ロータ鉄心２１の外径φ１と各永久磁石２２の短手方向における幅Ｗ２との関係を示すグラフである。
図１１は、ロータ鉄心２１の外径φ１と各永久磁石２２における幅の比率Ｗ１／Ｗ２との関係を示すグラフである。図１１に示される破線Ｌ１は、比較例としての比率Ｗ１／Ｗ２を示し、線Ｌ２は、本実施の形態に係るロータ２における比率Ｗ１／Ｗ２を示す。
【００４４】
図９に示されるように、各永久磁石２２の長手方向における幅Ｗ１は、ロータ鉄心２１の外径φ１に応じて定められる。同様に、図１０に示されるように、各永久磁石２２の短手方向における幅Ｗ２は、ロータ鉄心２１の外径φ１に応じて定められる。
【００４５】
通常、ロータの永久磁石の寸法は、ロータの大きさに応じて定められる。この場合、各永久磁石の長手方向における幅と短手方向における幅との比率は、図１１において破線Ｌ１で示されるように、ロータの大きさ（例えば、ロータ鉄心の外径）に対して一定である。
【００４６】
これに対して、図１１において線Ｌ２で示されるように、本実施の形態では、各永久磁石２２における幅の比率Ｗ１／Ｗ２は、ロータ鉄心２１の外径φ１に対して一定ではない。すなわち、ロータ鉄心２１の外径φ１が小さくなるほど、比率Ｗ１／Ｗ２が小さくなる。具体的には、ロータ鉄心２１の外径φ１が小さくなるほど、比率Ｗ１／Ｗ２の減少が大きくなる。より具体的には、ロータ鉄心２１の外径φ１が小さくなるほど幅Ｗ１及びＷ２が小さくなるが、幅Ｗ１の減少率に比べて幅Ｗ２の減少率は小さい。言い換えると、ロータ鉄心２１の外径φ１が小さくなるほど幅Ｗ１及びＷ２が小さくなるが、外径φ１の減少に対する幅Ｗ１の減少に比べて外径φ１の減少に対する幅Ｗ２の減少は小さい。
【００４７】
図１１において破線Ｌ１で示される特性を持つロータでは、本実施の形態に係るロータ２に比べて、ロータ鉄心の外径φ１が小さくなるほど、長手方向における幅Ｗ１に対する短手方向における幅Ｗ２が小さくなる。その結果、破線Ｌ１で示される特性を持つロータでは、ステータからの反磁界により、永久磁石が減磁しやすい。
【００４８】
これに対して、本実施の形態に係るロータ２では、上述のように、ロータ鉄心２１の外径φ１が小さくなるほど、比率Ｗ１／Ｗ２が小さくなる。具体的には、ロータ鉄心２１の外径φ１が小さくなるほど幅Ｗ１及びＷ２が小さくなるが、外径φ１の減少に対する幅Ｗ１の減少に比べて外径φ１の減少に対する幅Ｗ２の減少は小さい。これにより、ロータ鉄心２１の外径φ１を小型化した場合でも、各永久磁石２２の磁力の低下を抑制することができる。
【００４９】
したがって、小型モータ（例えば、モータ１）において、ロータ鉄心２１の外径φ１が６０ｍｍ以下である場合、比率Ｗ１／Ｗ２が、Ｗ１／Ｗ２≦１５．４を満たすことが望ましい。特に、φ１≦３０ｍｍのとき、比率Ｗ１／Ｗ２が、Ｗ１／Ｗ２＜１０を満たすことが望ましい。φ１≦３０ｍｍのとき、幅Ｗ１は、１８．４ｍｍ以下であり、幅Ｗ２は、１．９ｍｍ以下である。これにより、ロータ２の磁力の低下を抑制することができ、ロータ２を含むモータにおける出力を高めることができる。
【００５０】
図１２は、ロータ鉄心２１の外径φ１と各永久磁石２２からシャフト２３までの最小距離ｔ１との関係を示すグラフである。図１１に示される破線Ｌ３は、比較例としての最小距離ｔ１を示し、線Ｌ４は、本実施の形態に係るモータ１のロータ２における最小距離ｔ１を示す。
【００５１】
通常、ロータ鉄心の寸法は、ロータの大きさに応じて定められる。この場合、各永久磁石からシャフトまでの最小距離は、図１２において破線Ｌ３で示されるように、ロータの大きさ（例えば、ロータ鉄心の外径）に対して一定である。これに対して、本実施の形態では、図１２において線Ｌ４で示されるように、ロータ鉄心２１の外径φ１に対する各永久磁石２２からシャフト２３までの最小距離ｔ１の比率は一定ではない。具体的には、シャフト孔２１１ａの直径が同じであり、外径φ１の減少に対する幅Ｗ１の減少に比べて外径φ１の減少に対する幅Ｗ２の減少が小さいため、ロータ鉄心２１の外径φ１が小さくなるほど最小距離ｔ１が小さくなる。より具体的には、ロータ鉄心２１の外径φ１が小さくなるほど、最小距離ｔ１の減少率が大きくなる。
【００５２】
図１３は、ロータ鉄心２１の外径φ１とロータ鉄心２１の外径φ１及び各永久磁石２２からシャフト２３までの最小距離ｔ１の比率φ１／ｔ１との関係を示すグラフである。
図１４は、ロータ鉄心２１の外径φ１及び各永久磁石２２からシャフト２３までの最小距離ｔ１の比率φ１／ｔ１とモータ１におけるロータ２の磁力利用率との関係を示すグラフである。図１４において、線Ｌ５は、非磁性体で作られたシャフトを持つロータの磁力利用率を比較例として示しており、線Ｌ６は、磁性体で作られたシャフト２３を持つ、本実施の形態に係るロータ２の磁力利用率を示している。
【００５３】
図１３に示されるように、ロータ鉄心２１の外径φ１が小さくなるにつれて、比率φ１／ｔ１が急激に上昇する。比率φ１／ｔ１が７以上であるとき（すなわち、φ１≦３０ｍｍ）、通常、ロータの径方向内側において、磁束が通るための磁路を確保することが難しい。この場合、図１４において線Ｌ５で示されるように、非磁性体で作られたシャフトを持つロータの磁力利用率は急激に低下する。
【００５４】
これに対して、図１４において線Ｌ６で示されるように、磁性体で作られたシャフト２３を持つ、本実施の形態に係るロータ２では、比率φ１／ｔ１が７以上であっても、ロータ２の磁力利用率の低下は抑えられている。本実施の形態では、シャフト２３が磁性体であるので、各永久磁石２２からの磁束がシャフト２３を通る。これにより、各永久磁石２２と軸線Ａｘとの間の領域において、磁束が通るための磁路を確保することができる。したがって、本実施の形態では、比率φ１／ｔ１が７以上であっても、シャフト２３が磁性体であるので、ロータ２の磁力の低下を抑制することができる。
【００５５】
各永久磁石２２がネオジム焼結磁石である場合、例えば、フェライト焼結磁石に比べてロータ２の磁力が増加する。ロータ２の磁力が増加した場合、各永久磁石２２に大きな遠心力が生じ、ロータ鉄心２１が変形しやすい。この場合でも、図２に示されるロータ２は、各永久磁石２２の両側にリブ２１３が設けられているので、ロータ２が小型モータにおいて高速回転する場合でも、ロータ２の構造的な強度を維持することができる。
【００５６】
図４に示されるロータ２では、ロータ２の周方向における各外側鉄心２１２の片側のみにリブ２１３が設けられている。これにより、１つの永久磁石２２から隣接する他の永久磁石２２への漏れ磁束を低減することができる。その結果、ロータ２の磁力の低下を抑制することができる。
【００５７】
ロータ２の回転時には、回転方向Ｄ２における各外側鉄心２１２の下流側に、大きな遠心力が生じる。したがって、特に、各外側鉄心２１２の回転方向Ｄ２における下流側にリブ２１３が設けられている場合、ロータ２の機械的な強度を高めることができる。
【００５８】
図５に示されるロータ２は、リブ２１３を有していない。これにより、各永久磁石２２からの漏れ磁束をさらに低減することができる。その結果、ロータ２の磁力の低下をさらに抑制することができる。図５に示されるロータ２の回転時において、径方向への遠心力が各外側鉄心２１２に生じる。この場合でも、各外側鉄心２１２は、カバー部材２４で覆われているので、ロータ２の構造的な強度を維持することができる。その結果、ロータ２の磁力の維持及び信頼性を両立させることができる。
【００５９】
図６に示されるように、ロータ２の各外側鉄心２１２は、少なくとも１つの外側突起２１２ａを持っていてもよい。この場合、図４に示されるロータ２と同様に、ロータ２の周方向における各外側鉄心２１２の片側のみにリブ２１３が設けられている。これにより、１つの永久磁石２２から隣接する他の永久磁石２２への漏れ磁束を低減することができる。その結果、ロータ２の磁力の低下を抑制することができる。
【００６０】
図７に示されるように、ロータ２は、少なくとも１つの樹脂２６を有してもよい。この場合、樹脂２６は、ロータ２の極間部において、ロータ鉄心２１とカバー部材２４との間に充填されている。これにより、樹脂２６は、ロータ鉄心２１の熱、例えば、各永久磁石２２で生じた熱をカバー部材２４へ伝達する。その熱は、カバー部材２４からロータ２の外へ放出される。すなわち、樹脂２６は、ロータ２の熱の放出を促進させる。その結果、ロータ２の信頼性を高めることができる。さらに、樹脂２６は、各永久磁石２２の移動を抑制する。例えば、樹脂２６は、ロータ２の回転開始時又は停止時に生じるモーメントにより各永久磁石２２が周方向に移動することを抑制することができる。これにより、ロータ２の形状を維持することができ、ロータ２の機械的な強度を高めることができる。
【００６１】
ロータ鉄心２１の外径φ１が、３０ｍｍ以下である場合、ステータ３が小型化される。小型モータでは、通常、巻線を高密度でステータに取り付けることが難しい。そのため、図１に示されるように、ステータコア３１が複数の分割コア３１ａに分割されている場合、各巻線３３を高密度でインシュレータ３２に巻くことができる。その結果、モータ１の効率を高めることができる。
【００６２】
実施の形態２．
図１５は、本発明の実施の形態２に係る電動送風機１０の構造を概略的に示す断面図である。
【００６３】
電動送風機１０は、実施の形態１に係るモータ１と、羽根１１と、ベアリング１２と、モータフレーム１３と、ケーシング１４とを有する。
【００６４】
羽根１１は、モータ１のシャフト２３に固定されている。モータ１及びベアリング１２は、モータフレーム１３に固定されている。ベアリング１２は、モータ１のシャフト２３を回転可能に支持している。ケーシング１４は、羽根１１を覆っている。ケーシング１４は、さらにモータフレーム１３を覆っていてもよい。
【００６５】
モータ１は、羽根１１を回転させる。モータ１が駆動すると、羽根１１が回転し、気流が生成される。これにより、電動送風機１０は送風することができる。
【００６６】
実施の形態２に係る電動送風機１０は、実施の形態１で説明した利点を持つ。
【００６７】
さらに、実施の形態２に係る電動送風機１０は、実施の形態１に係るモータ１を有するので、電動送風機１０の出力を高めることができる。
【００６８】
さらに、実施の形態２に係る電動送風機１０は、実施の形態１に係るモータ１を有するので、電動送風機１０の機械的な強度を高めることができる。
【００６９】
実施の形態３．
図１６は、本発明の実施の形態３に係る電気掃除機８（単に「掃除機」ともいう）を概略的に示す側面図である。
電気掃除機８は、本体８１と、集塵部８２（集塵器ともいう）と、ダクト８３と、吸引ノズル８４と、把持部８５とを有する。
【００７０】
本体８１は、実施の形態２に係る電動送風機１０と、排気口８１ａとを有する。
【００７１】
電動送風機１０は、吸引力（具体的には、気流）を発生させ、集塵部８２に塵埃を送り込む。具体的には、電動送風機１０内のモータ１が駆動すると、羽根１１が回転し、気流が生じる。したがって、電動送風機１０内のモータ１が駆動すると吸引力が生じ、塵埃が吸引ノズル８４から集塵部８２に送られる。
【００７２】
集塵部８２は、本体８１に取り付けられている。ただし、集塵部８２は、本体８１の内部に備えられていてもよい。例えば、集塵部８２は、塵埃と空気とを分けるフィルタを有する容器である。吸引ノズル８４は、ダクト８３の先端に取り付けられている。
【００７３】
電気掃除機８の電源がオンになると、電力が電動送風機１０に供給され、電動送風機１０が駆動する。電動送風機１０が駆動している間、電動送風機１０によって発生した吸引力によって塵埃が吸引ノズル８４から吸引される。吸引ノズル８４から吸引された塵埃は、ダクト８３を通り、集塵部８２に集められる。吸引ノズル８４から吸引された空気は、電動送風機１０を通り、排気口８１ａから電気掃除機８の外部に排出される。
【００７４】
実施の形態３に係る電気掃除機８は、実施の形態２で説明した電動送風機１０を有するので、実施の形態２で説明した利点を有する。
【００７５】
さらに、実施の形態３に係る電気掃除機８は、実施の形態２で説明した電動送風機１０を有するので、電気掃除機８の動力を高めることができる。
【００７６】
さらに、実施の形態３に係る電気掃除機８は、実施の形態２で説明した電動送風機１０を有するので、電気掃除機８の機械的な強度を高めることができる。
【００７７】
実施の形態４．
図１７は、本発明の実施の形態４に係る手乾燥装置としてのハンドドライヤー９を概略的に示す斜視図である。
手乾燥装置としてのハンドドライヤー９は、筐体９１と、実施の形態２に係る電動送風機１０とを有する。筐体９１は、少なくとも１つの吸気口９２と、少なくとも１つの送風口９３とを有する。電動送風機１０は、筐体９１の内部に固定されている。
【００７８】
電動送風機１０が駆動すると、気流が生じる。具体的には、電動送風機１０は、吸気口９２を通して筐体９１の外部の空気を吸引し、送風口９３を通して筐体９１の外部に空気を送る。これにより、ハンドドライヤー９は、空気を吸引し、送風する。
【００７９】
ハンドドライヤー９の電源がオンになると、電力が電動送風機１０に供給され、電動送風機１０が駆動する。電動送風機１０が駆動している間、ハンドドライヤー９の外部の空気が吸気口９２から吸引される。吸気口９２から吸引された空気は、電動送風機１０内を通り、送風口９３から排出される。
【００８０】
ハンドドライヤー９のユーザは、送風口９３の近くに手をかざすことにより、手に付着した水滴を吹き飛ばすことができるとともに、手を乾燥させることができる。
【００８１】
実施の形態４に係るハンドドライヤー９は、実施の形態２で説明した電動送風機１０を有するので、実施の形態２で説明した利点を持つ。
【００８２】
さらに、実施の形態４に係るハンドドライヤー９は、実施の形態２で説明した電動送風機１０を有するので、ハンドドライヤー９の出力を高めることができる。
【００８３】
さらに、実施の形態４に係るハンドドライヤー９は、実施の形態２で説明した電動送風機１０を有するので、ハンドドライヤー９の機械的な強度を高めることができる。
【００８４】
以上に説明した各実施の形態における特徴は、互いに適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【００８５】
１  モータ、  ２  ロータ、  ３  ステータ、  ８  電気掃除機、  ９  ハンドドライヤー、  １０  電動送風機、  １１  羽根、  ２１  ロータ鉄心、  ２２  永久磁石、  ２３  シャフト、  ２４  カバー部材、  ２６  樹脂、  ８２  集塵部、  ９１  筐体、  ９２  吸気口、  ９３  送風口、  ２１１  内側鉄心、  ２１１ｂ  内側突起、  ２１２  外側鉄心、  ２１２ａ  外側突起、  ２１３  リブ。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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