JP2015106966A - 回転子および永久磁石電動機 - Google Patents

Abstract

【課題】リベットが無くても押さえ板と緩衝部材を軸方向に保持することができる回転子および永久磁石電動機を提供する。
【解決手段】板状の永久磁石片２１が環状に配置された永久磁石２と、永久磁石２の内径側に位置する環状の外周側鉄心３と、外周側鉄心３の内径側に位置する緩衝部材４と、緩衝部材４で覆われた内周側鉄心５と、内周側鉄心５に固着されたシャフト６と、外周側鉄心５と緩衝部材４とを軸方向に保持するための端板７とを備えた回転子１であって、永久磁石片２１を外周側鉄心３に固定するとともに、端板７を軸方向に固定する樹脂部８を有することを特徴とし、永久磁石電動機Ｍは、この回転子１と、回転子１の外周側に所定の間隔をもって対向するように配置される固定子とを備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、回転子およびこの回転子を用いた永久磁石電動機に関する。

従来の永久磁石電動機には、回転磁界を発生する固定子の内部に、永久磁石を備える回転子を回転可能に配置したインナーロータ型の電動機があり、例えば、空気調和機に搭載する送風ファンを回転駆動するためのブラシレスＤＣモータとして用いられる。

このような永久磁石電動機の回転子は、例えば、外周側に配置された円筒状の永久磁石と、シャフトに固着された回転子鉄心と、永久磁石と回転子鉄心との間に嵌め込まれた緩衝部材とを備えている。この回転子は、軸方向から緩衝部材を押さえ板で押さえ、押さえ板と緩衝部材がリベットで固定された構造になっている。この回転子の構造により、永久磁石の回転による振動は、緩衝部材で吸収されて永久磁石から回転子鉄心やシャフトに伝わらず、回転子の防振効果が得られることが知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１による回転子の防振構造は、押さえ板と緩衝部材を軸方向に保持するためのリベットが必要となり、部品点数が増えるという問題点があった。

特許第３６８９８７７号

本発明は上記問題点に鑑み、リベットが無くても押さえ板と緩衝部材を軸方向に保持することができる回転子および永久磁石電動機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の回転子は、板状の永久磁石片が環状に配置された永久磁石と、永久磁石の内径側に位置する環状の外周側鉄心と、外周側鉄心の内径側に位置する緩衝部材と、緩衝部材で覆われた内周側鉄心と、内周側鉄心に固着されたシャフトと、外周側鉄心と緩衝部材とを軸方向に保持するための端板とを備えたものであって、永久磁石片を外周側鉄心に固定するとともに、端板を軸方向に固定する樹脂部を有することを特徴とする。また、本発明の永久磁石電動機は、この回転子と、回転子の外周側に所定の間隔をもって対向するように配置される固定子とを備えたことを特徴とする。

また、本発明の回転子において、外周側鉄心は軸方向に貫通する貫通孔を有し、端板は軸方向に貫通する開口部を有し、貫通孔と開口部をそれぞれ連通させて樹脂部を形成したことを特徴とする。

また、本発明の回転子において、外周側鉄心は内径側に延びる突起部を有し、突起部に貫通孔を設けたことを特徴とする。

本発明の回転子および永久磁石電動機によれば、永久磁石片を外周側鉄心に固定するとともに、端板を軸方向に固定する樹脂部を有することにより、リベットが無くても端板と緩衝部材を軸方向に保持することができる。

本発明の回転子によれば、外周側鉄心と端板が貫通孔と開口部により樹脂部で繋がるため、端板の軸方向の保持力を強化することができる。

本発明の回転子によれば、外周側鉄心は内径側に延びる突起部を有し、突起部に貫通孔を設けたので、貫通孔が永久磁石の磁路の妨げにならないようにすることができる。

本発明による回転子を示す外観斜視図である。 本発明による回転子を示す説明図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。 本発明による回転子の図２に示す断面図であり、（ａ）はＡ−Ａ断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図である。 本発明による回転子を用いた永久磁石電動機を示す断面図である。 本発明による回転子を用いた永久磁石電動機を示す上面図である。

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５は、本実施形態における回転子とこの回転子を用いた永久磁石電動機を説明する図である。永久磁石電動機は、回転磁界を発生する固定子内に、永久磁石を備える回転子を回転可能に配置したインナーロータ型電動機であり、例えば、空気調和機に搭載する送風ファンを回転駆動するためのブラシレスＤＣモータとして用いられる。

回転子１は、図１、図２および図３に示すように、板状の永久磁石片２１が環状に配置された永久磁石２と、永久磁石２の内径側に位置する環状の外周側鉄心３と、外周側鉄心３の内径側に位置する緩衝部材４と、緩衝部材４で覆われた内周側鉄心５と、内周側鉄心５に固着されたシャフト６と、外周側鉄心３と緩衝部材４とを軸方向に保持するための端板７とからなる回転子組を備えている。さらに、回転子１は、本発明の特徴部分である、永久磁石片２１を外周側鉄心３に固定するとともに、端板７の位置を軸方向に保持する樹脂部８を備えている。

外周側鉄心３は、その内周に内径側に延びる複数の第１突起部３１（突起部）を備えている。この第１突起部３１は、本実施例では軸方向に貫通する第１貫通孔３１１（貫通孔）を有している。内周側鉄心５は、円柱状に形成され、外周側鉄心３の内径側に配置される。内周側鉄心５は、その外周に外径側に延びる複数の第２突起部５１を備えており、第２突起部５１は、第１突起部３１と周方向に隣り合うように配置される。

緩衝部材４は、ゴムやエラストマなどの材料からなり、外周側鉄心３と内周側鉄心５の間に配置され、内周側鉄心５を覆うように円筒状に形成される。本実施例では、緩衝部材４は、上側緩衝部材４１と下側緩衝部材４２とで構成され、上側緩衝部材４１と下側緩衝部材４２は、軸方向の一方側と他方側とから内周側鉄心５を覆うように設けられている。

上側緩衝部材４１と下側緩衝部材４２はそれぞれ、内径側に内周側鉄心５の第２突起部５１を嵌め込む第１凹部４３と、外径側に外周側鉄心３の第１突起部３１を嵌め込む第２凹部４４とを備えている。第１凹部４３と第２凹部４４は周方向に交互に形成されている。外周側鉄心３の第１突起部３１と内周側鉄心５の第２突起部５１は、緩衝部材４の第１凹部４３と第２凹部４４に嵌め込まれているので、永久磁石２がシャフト６に対して空回り（空転）せず、永久磁石２の回転トルクがシャフト６に確実に伝達する。なお、緩衝部材４は、上側緩衝部材４１と下側緩衝部材４２とで構成されているが、本実施形態に限らず、緩衝部材４は上述した形状であれば内周側鉄心５に予め一体成形してもよい。

永久磁石２は、例えば、磁石粉末を焼結した複数の永久磁石片２１からなる。永久磁石片２１は、外周側鉄心３よりも軸方向に長く、外周側鉄心３から上方向に飛び出るように、外周側鉄心３の外周面３２に配置されている。この永久磁石片２１は、回転子１を組立てた後に着磁される。

端板７は、円板状に形成され、中心部には、シャフト６を挿入可能な開口部（第１開口部７１１）が形成される。端板７は、外周側鉄心３の軸方向の両端面（上端面３３と下端面３４）と緩衝部材４の軸方向の両端面（上側緩衝部材４１の外側上面４１３と下側緩衝部材４２の外側下面４２３）を軸方向の一方側と他方側から挟持するように配置される。端板７はさらに、第１貫通孔３１１に対応する箇所に、第１貫通孔３１１と連通する第２開口部７１２（開口部）を有している。

樹脂部８は、周方向に隣接する永久磁石片２１の間と、永久磁石片２１の軸方向の上端面２１１および下端面２１２と、外周側鉄心３から飛び出した永久磁石片２１の内周面２１３と、端板７の外周側端面７２を覆うように形成される。この樹脂部８は、例えば、図示しない金型で端板７の内径側で挟持された回転子組にモールド樹脂を射出して形成される。このように形成された樹脂部８は、永久磁石片２１を外周側鉄心３に固定するとともに、端板７を外周側鉄心３と緩衝部材４を挟持した状態で固定する。なお、第１貫通孔３１１と第２開口部７１２が連通する場合は、第１貫通孔３１１および第２開口部７１２で形成される空間にもモールド樹脂が流れこむため、端板７がより強固に固定される。なお、端板７の固定が十分であれば、第１貫通孔３１１を備えなくてもよい。以上のように構成された回転子１は、永久磁石２の回転による振動が、緩衝部材４で吸収されて永久磁石２から内周側鉄心５やシャフト６に伝わらず、回転子１の防振効果が得られる。

永久磁石電動機Ｍは、図４および図５に示すように、前述の回転子１と固定子９とを備えている。固定子９は、固定子鉄心９１とインシュレータ９２と固定子巻線９３とを備えている。固定子鉄心９１は、薄い鋼板を複数積層して円筒状に形成され、環状のバックヨーク部９１１とバックヨーク部９１１から内径側に延びる複数のティース部９１２とを備えている。この固定子鉄心９１には、インシュレータ９２を一体形成し、インシュレータ９２を介してティース部９１２に固定子巻線９３が巻回されている。

このように構成された固定子９は、固定子巻線９３が巻回された固定子鉄心９１をティース部９１２の先端面９１２１（固定子鉄心９１の内周面）を除いてモールド樹脂でモールド成形して円筒状の外郭９４を形成し、ティース部９１２の先端面９１２１が回転子１の外周側に所定の間隔（いわゆるエアギャップ）をもって対向するように配置される。

以上説明してきた実施形態による回転子１およびこの回転子１を用いた永久磁石電動機Ｍによれば、永久磁石片２１を外周側鉄心３に固定するとともに、端板７を軸方向に固定する樹脂部８を有することにより、背景技術の欄に示す従来例のように、リベットが無くても端板７と緩衝部材５を軸方向に保持することができる。

また、外周側鉄心３と端板７は、第１貫通孔３１１（貫通孔）と第２開口部７１２（開口部）がそれぞれ連通し、第１貫通孔３１１と第２開口部７１２に樹脂部８が形成され樹脂で繋がるため、端板７の軸方向の保持力を強化することができる。さらに、外周側鉄心３は内径側に延びる第１突起部３１（突起部）を有し、第１突起部３１に第１貫通孔３１１を設けたので、この第１貫通孔３１１に樹脂部８を形成しても、第１貫通孔３１１が永久磁石２の磁路の妨げにならないようにすることができる。なお、本実施例では、外周側鉄心３に内径側に延びる第１突起部３１を備えているが、本発明はこれに限らない。例えば、図示を省略するが、外周側鉄心３の内周断面形状として、第１突起部３１に替わる径方向に肉厚な部分を形成し（断面多角形状や断面星形状などの径方向に肉厚な部分）、肉厚な部分の内径側に貫通孔を形成することで、本実施例と同様に、永久磁石２の磁路の妨げにならない箇所に設けた貫通孔に樹脂部８を形成することができる。

１ 回転子
２ 永久磁石
２１ 永久磁石片
２１１ 上端面
２１２ 下端面
２１３ 内周面
３ 外周側鉄心
３１ 第１突起部（突起部）
３１１ 第１貫通孔（貫通孔）
３２ 外周面
３３ 上端面
３４ 下端面
４ 緩衝部材
４１ 上側緩衝部材
４１１ 下端面
４１２ 内側上面
４１３ 外側上面
４２ 下側緩衝部材
４２１ 上端面
４２２ 内側下面
４２３ 外側下面
４３ 第１凹部
４４ 第２凹部
５ 内周側鉄心
５１ 第２突起部
５２ 上端面
５３ 下端面
６ シャフト
７ 端板
７１１ 第１開口部
７１２ 第２開口部（開口部）
７２ 外周側端面
８ 樹脂部
９ 固定子
９１ 固定子鉄心
９１１ バックヨーク部
９１２ ティース部
９１２１ 先端面
９２ インシュレータ
９３ 固定子巻線
９４ 外郭
Ｍ 永久磁石電動機

Claims (4)

1. 板状の永久磁石片が環状に配置された永久磁石と、同永久磁石の内径側に位置する環状の外周側鉄心と、同外周側鉄心の内径側に位置する緩衝部材と、同緩衝部材で覆われた内周側鉄心と、同内周側鉄心に固着されたシャフトと、前記外周側鉄心と前記緩衝部材とを軸方向に保持するための端板とを備えた永久磁石電動機の回転子であって、
   前記永久磁石片を前記外周側鉄心に固定するとともに、前記端板を軸方向に固定する樹脂部を有することを特徴とする回転子。
2. 前記外周側鉄心は軸方向に貫通する貫通孔を有し、前記端板は軸方向に貫通する開口部を有し、前記貫通孔と前記開口部をそれぞれ連通させて前記樹脂部を形成したことを特徴とする請求項１記載の回転子。
3. 前記外周側鉄心は内径側に延びる突起部を有し、同突起部に前記貫通孔を設けたことを特徴とする請求項２記載の回転子。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の回転子と、同回転子の外周側に所定の間隔をもって対向するように配置される固定子とを備えたことを特徴とする永久磁石電動機。

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