JP2001268831A

JP2001268831A - 永久磁石ロータ

Info

Publication number: JP2001268831A
Application number: JP2000077610A
Authority: JP
Inventors: Yoshinari Asano; 能成浅野; Yoshio Kobayashi; 佳生小林; Mototeru Kondo; 元輝近藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-03-21
Filing date: 2000-03-21
Publication date: 2001-09-28

Abstract

(57)【要約】【課題】回転方向の振動がファン等の負荷に伝達する
のを防止し、かつ、半径方向の力に対して変形の小さい
永久磁石ロータを提供する。【解決手段】永久磁石１１の内周側に固着する鉄など
の剛性をもつ物質からなる外周部分（以下外コアとい
う）と、シャフト１２の外周側に固着する鉄などの剛性
をもつ物質からなる内周部分（以下内コアという）と、
前記外コア１３と内コア１４の間に充填されたゴムなど
の弾性体からなり、前記弾性体には、半径方向に長い貫
通穴を、円周方向に複数個設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エアコン用ファン
等、静粛性を要求される機器に用いられる永久磁石モー
タの防振構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】永久磁石ロータを用いたモータは、通
常、ロータの磁極とステータティースとの位置関係によ
り発生するコギングトルクや、インバータ駆動時の電流
のオン・オフにより、振動・騒音が発生していた。この
振動・騒音を防止するため、ロータの永久磁石と、シャ
フトとの間の空間に、ゴムなどの弾性体を設け、ロータ
で発生した振動を軸に伝達しないようにしていた。例と
して、特開平９−１４９５７１号公報に示された永久磁
石ロータについて説明する。図１１は、永久磁石ロータ
の押さえ板にてゴムなどの弾性体を固定する前の縦断面
図であり、図１２は、永久磁石ロータの押さえ板にて弾
性体を固定した後の縦断面図であり、図１３は、図１２
のＸ−Ｘ線にそう断面図であり、図１４は、永久磁石、
ロータコア、弾性体、押さえ板の各部品の結合前の分解
図である。

【０００３】略環状の永久磁石１と軸３に固定するロー
タコア２との間にゴムなどの弾性体４が軸方向の両側か
ら挿入され、押さえ板５を、軸方向両側から挟み込むよ
うにして弾性体４を固定している。

【０００４】弾性体４は永久磁石の内径側１Ａに設けら
れた段差部１Ｂとロータコア２のそれぞれの端面に固定
するための保持部４Ａと、永久磁石１とロータコア２と
の間の隙間に挿入するための挿入部４Ｂとからなる。

【０００５】さらに、永久磁石の内径側に突起１Ｃおよ
びロータコアの外径側に突起２Ａを設け、それぞれが互
い違いにくるように組み立てられる。

【０００６】本構成により、ロータ回転により発生する
回転方向の振動は、弾性体４で吸収され、軸３には伝達
しない。また、永久磁石の内径側に突起１Ｃおよびロー
タコアの外径側に突起２Ａが互い違いに存在するため、
回転方向にロータが空転することがない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成においては、回転方向についてはバネ定数を小さくで
き、遮断周波数を低くできるものの、半径方向にも同様
にバネ定数が小さいため、軸にかかる外部からの力や、
ロータにかかる磁気吸引力などにより、ギャップ不同が
発生しやすい。したがって、硬度の高いゴムを使用する
か、エアギャップを拡大するか等の対策が必要であっ
た。硬度の高いゴムを使用することによって、回転方向
のバネ定数も上昇し、遮断周波数も高くなり、防振性能
が低下する。また、エアギャップを拡大することによっ
て、効率が低下する。本発明は、回転方向のバネ定数を
低くしつつ、半径方向に剛性を保つことのできる永久磁
石ロータを提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、略円筒形のロータ表面に永久磁石を設けて
なる永久磁石ロータにおいて、永久磁石の内周側に固着
する鉄などの剛性をもつ物質からなる外周部分（以下外
コアという）と、シャフトの外周側に固着する鉄などの
剛性をもつ物質からなる内周部分（以下内コアという）
と、前記外コアと内コアの間に充填されたゴムなどの弾
性体からなり、前記弾性体には、半径方向に長い貫通穴
を、円周方向に複数個設けたことを特徴とする永久磁石
ロータである。さらに、半径方向の剛性を高めるため、
前記外コアの内周側および前記内コアの外周側の両方ま
たはどちらか一方に複数個の凸形の突起部を有し、前記
突起部において、前記外コアと内コアが近接し対向する
ようにしている。なお、外コアと内コアの近接した部分
にも、ゴムが充填されている。

【０００９】

【発明の実施の形態】本願請求項１に記載の発明は、略
円筒形のロータ表面に永久磁石を設けてなる永久磁石ロ
ータにおいて、永久磁石の内周側に固着する鉄などの剛
性をもつ物質からなる外周部分（以下外コアという）
と、シャフトの外周側に固着する鉄などの剛性をもつ物
質からなる内周部分（以下内コアという）と、前記外コ
アと内コアの間に充填されたゴムなどの弾性体からな
り、前記弾性体には、半径方向に長い貫通穴を、円周方
向に複数個設けたことを特徴とする永久磁石ロータであ
って、回転方向のバネ定数を低くでき、遮断周波数を小
さくし、防振性能を高くすることができる。

【００１０】本願請求項２に記載の発明は、前記外コア
の内周側および前記内コアの外周側の両方またはどちら
か一方に複数個の凸形の突起部を有し、前記突起部にお
いて、前記外コアと内コアが微少な距離ｄ１をもって近
接し対向している請求項１記載の永久磁石ロータであっ
て、防振性能を低下させることなく、半径方向の剛性を
有し、ギャップ不同の発生しにくい永久磁石ロータを提
供できる。

【００１１】本願請求項３に記載の発明は、前記突起部
において、軸方向の一部、好ましくは両端部における一
定長の範囲内で、前記外コアと内コアが微少な距離ｄ１
をもって近接し、他の部分では、前記外コアと内コアが
ｄ１より大きい間隔ｄ２をもって対向していることを特
徴とした請求項２記載の永久磁石ロータであって、外コ
アおよび内コアの突起が対向した部分における弾性体の
強度を確保しつつ、半径方向の剛性を保つことができ
る。

【００１２】本願請求項４に記載の発明は、前記間隔ｄ
１が０．５ｍｍ以上であり、かつ、エアギャップの６倍
以下である請求項２または３記載の永久磁石ロータであ
って、外コアおよび内コアの突起が対向した部分におけ
る弾性体の強度を確保しつつ、半径方向の剛性を保つこ
とができる。

【００１３】本願請求項５に記載の発明は、前記突起部
の数が前記外コアと内コアで等しくそれぞれＮであり、
かつ、前記突起部が、それぞれロータ回転中心に対して
３６０／（３Ｎ）°の範囲内にあることを特徴とする請
求項２または３記載の永久磁石ロータであって、弾性体
部に回転方向の防振性能をもたせるのに十分な貫通孔を
設けることができる。

【００１４】本願請求項６に記載の発明は、前記突起部
の数が、外コアおよび内コアのそれぞれまたはどちらか
一方につき、３以上の奇数である請求項２から５のいず
れか１項に記載の永久磁石ロータであって、力のかかる
方向によらず、半径方向の剛性が確保できる。

【００１５】本願請求項７に記載の発明は、前記突起部
が、略等間隔にあり、前記貫通穴が、突起部の間にそれ
ぞれ２個所、共に両側の突起部に近接した位置にある請
求項６記載の永久磁石ロータであって、貫通孔による半
径方向の剛性低下を、突起部により防止しており、半径
方向の剛性の高い永久磁石ロータを提供できる。

【００１６】本願請求項８に記載の発明は、前記外コア
と弾性体、前記内コアと弾性体が密着し、互いに離れな
いようにした請求項１から７のいずれか１項に記載の永
久磁石ロータであって、圧縮応力のみならず、引張り応
力に対しても剛性が低下せず、半径方向の剛性の高い永
久磁石ロータを提供できる。

【００１７】本願請求項９に記載の発明は、前記外コア
と弾性体、前記内コアと弾性体の間を接着した請求項８
記載の永久磁石ロータであって、生産性が良好であり、
接着力が強い。

【００１８】本願請求項１０に記載の発明は、前記突起
部が、少なくとも先端部付近において根元部より大きく
なる形状とした請求項２からの７のいずれか１項に記載
の永久磁石ロータであって、接着等を用いなくても、弾
性体とコアとの半径方向のズレ防止となり、半径方向の
剛性が向上する。

【００１９】本願請求項１１に記載の発明は、前記弾性
体が、前記外コアと内コアの間に射出成形により成形さ
れたゴムである請求項２から７のいずれか１項に記載の
永久磁石ロータであって、内コアおよび外コアの形状に
よらず弾性体が成形可能であり、内コアおよび外コアの
両方、またはいずれか一方を積層されたコアとすること
により、積層されたコアの隙間にゴムが入り込むことに
より、コアと弾性体との固着力を強化できる。

【００２０】本願請求項１２に記載の発明は、前記突起
部と前記貫通穴の間にゲートを設けたことを特徴とした
請求項１１記載の永久磁石ロータであって、外コアおよ
び内コアの突起部の対向した部分に十分にゴムが入り込
み、強度を保つことができる。

【００２１】本願請求項１３に記載の発明は、前記貫通
穴が、突起部の間にそれぞれ２個所、共に両側の突起部
に近接した位置にあり、前記２個所の貫通孔の間にゲー
トを設けたことを特徴とした請求項１１記載の永久磁石
ロータであって、２個所の貫通孔の間におけるゴムの充
填密度を高くすることにより、ゴム部の半径方向の剛性
を高めることが可能である。

【００２２】本願請求項１４に記載の発明は、前記突起
部の先端の角部にフィレットを設けた請求項２から１３
のいずれか１項に記載の永久磁石ロータであって、前記
突起部の先端部により、弾性体にクラックが入り、弾性
体が破壊されるのを防止できる。

【００２３】本願請求項１５に記載の発明は、前記弾性
体の軸方向の抜け防止手段を設けた請求項１から１４の
いずれか１項に記載の永久磁石ロータであって、前記弾
性体が内コアおよび外コアから軸方向に抜けることを防
止できる。

【００２４】本願請求項１６に記載の発明は、前記外コ
アおよび内コアが、打ち抜かれた電磁鋼鈑を積層してな
ることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に
記載の永久磁石ロータであり、形状の自由度が大きく、
突起部を自由に設計できると共に、積層された電磁鋼鈑
の間に弾性体が入り込み、弾性体と外コアおよび内コア
間の密着度合いが向上する。

【００２５】本願請求項１７に記載の発明は、前記外コ
アまたは内コアが、円管状の鉄などの剛性をもつ物質を
引き抜き加工により成形されたことを特徴とする請求項
１から１５のいずれか１項に記載の永久磁石ロータであ
って、加工が容易で生産コストも小さくすることができ
る。

【００２６】本願請求項１８に記載の発明は、前記外コ
アが、永久磁石の内周側に密着する略円管状の鉄と、前
記略円管状の鉄と前記永久磁石を固定し、かつ、前記略
円管状の鉄の内側に凸型の突起部を形成するモールド樹
脂からなることを特徴とする請求項１から１５のいずれ
か１項に記載の永久磁石ロータであって、永久磁石と外
コアとの接着がモールドにより確保でき、外コアの突起
部の形成が容易である。

【００２７】本願請求項１９に記載の発明は、前記外コ
ア部を、永久磁石素材で一体成形し、極異方配向とした
ことを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記
載の永久磁石ロータであって、鉄により外コアを設ける
必要がなく、また、外コアの突起部の形成が容易であ
る。

【００２８】本願請求項２０に記載の発明は、外コアの
突起部の長さをＬｏ、内コアの突起部の長さをＬｉとし
たとき、Ｌｏ＜Ｌｉである請求項２または３記載の永久
磁石ロータであって、外コアおよび内コアの突起部にか
かる応力をほぼ同等とすることができる。

【００２９】本願請求項２１に記載の発明は、外コアの
突起部の中心部の半径をＲｏ、内コアの突起部の中心部
の半径をＲｉとしたとき、ＬｉＲｉ＝ＬｏＲｏである請
求項２０記載の永久磁石ロータであって、外コアおよび
内コアの突起部にかかる応力をほぼ同等とすることがで
きる。

【００３０】本願請求項２２に記載の発明は、外コアの
突起部の数をＮｏ、内コアの突起部の数をＮｉとしたと
き、Ｎｏ＜Ｎｉであり、少なくとも、外コアの突起部す
べてに対して、内コアの突起部が近接している請求項２
または３記載の永久磁石ロータであって、外コアの突起
部の長さを大きくしなくても、外コアの突起部にかかる
応力を分散させることが可能である。

【００３１】本願請求項２３に記載の発明は、外コアの
突起部の長さをＬｏ、内コアの突起部の長さをＬｉ、外
コアの突起部の中心部の半径をＲｏ、内コアの突起部の
中心部の半径をＲｉとしたとき、ＮｉＬｉＲｉ＝ＮｏＬ
ｏＲｏである請求項２２記載の永久磁石ロータであっ
て、外コアおよび内コアの突起部にかかる応力をほぼ同
等とすることができる。

【００３２】以下、本発明の実施の形態について、図を
用いて詳細に説明する。

【００３３】（実施の形態１）図１は、本発明の一実施
の形態を示す永久磁石ロータの横断面図である。図２
は、図１のＡ−Ａ’断面図である。図３は、図１のＢ−
Ｂ’断面図である。図４は、本発明の一実施の形態にお
ける他のゲート位置をもつ永久磁石ロータの横断面図で
ある。

【００３４】永久磁石ロータは、表面に複数個の円弧形
状の永久磁石１１をもち、永久磁石１１の磁束と、ステ
ータに施された巻線に流れる電流との相互作用でシャフ
ト１２を中心に回転する。

【００３５】ロータコアは、永久磁石１１の内周側に固
着する外コア１３と、シャフト１２の外周側に固着する
内コア１４に分かれ、外コア１３と内コア１４の間に
は、ゴムなどの弾性体１５を充填してなる。外コア１３
および内コア１４は、鉄などの剛性をもつ物質からな
り、特に、外コア１３は、永久磁石の磁束が流れるた
め、高透磁率材を用いている。弾性体１５には、半径方
向に長い貫通孔１６を、円周方向に複数個設けている。

【００３６】外コア１３の内周部および内コア１４の外
周部には、複数の凸型の突起部１３ａ、１４ａを有し、
それぞれの突起部がお互いに微少な距離ｄ１をもって対
向している。

【００３７】本構成により、回転方向にバネ性を有しバ
ネ定数が低く、したがって、遮断周波数を低くでき、防
振性能を向上させることができる。また、突起部１３
ａ、１４ａが近接して対向しているため、半径方向の剛
性は保持でき、エアギャップ不同の発生を防ぎ、また、
エアギャップを小さくしても精度上の問題はなく、誘起
電圧を高くすることができる。

【００３８】一般に、防振性能は、ロータとシャフトの
先端に取り付く負荷との回転方向のバネ定数ｋから求め
られるねじり系の固有振動数ｆにより決まる。ロータお
よび負荷の慣性モーメントをＪ１、Ｊ２とすると、ねじ
り系の固有振動数ｆは、（数１）から求められる。

【００３９】

【数１】

【００４０】この時の遮断周波数はｆｃ＝√２・ｆであ
り、これ以上の周波数域の加振力を防振することができ
る。したがって、ｋを小さくすることが、防振性能を高
くする方法となる。

【００４１】例えば、エアコンの室外機に用いられるモ
ータについて、ロータコアに弾性体を全く用いない場合
の遮断周波数ｆｃ＝５２０Ｈｚであるのに対し、弾性体
を用い、かつ、貫通孔１６を設けなかった場合ｆｃ＝３
１０Ｈｚ、貫通孔１６を設けると、ｆｃ＝２７０Ｈｚと
なった。したがって、例えば８極１２スロットの場合、
回転速度が７５０ｒ／ｓｅｃとしたときのコギングトル
クの加振周波数である７５０／６０×２４＝３００Ｈｚ
を防振することが可能である。貫通孔１６は、半径方向
に長く、両端は外コア１３および内コア１４に近接して
いるとよい。

【００４２】なお、ロータコアに弾性体を全く用いない
場合のロータ、弾性体を用い、かつ、貫通孔１６を設け
なかったロータ、貫通孔１６を設けたロータ、それぞれ
をエアコン室外機に組み、７５０ｒ／ｍｉｎで正弦波電
流にて運転させたときの騒音の周波数分析結果をそれぞ
れ図５、図６、図７に示す。コギングトルクの加振周波
数である３００Ｈｚのピークが、貫通孔１６を設けたロ
ータを用いた場合のみに低減されていることがわかる。
これは、貫通孔１６を設けることにより、回転方向のバ
ネ定数ｋを小さくした結果である。

【００４３】さらに、外コア１３および内コア１４に突
起部１３ａ、１４ａを設けることにより、外コア１３お
よび内コア１４と弾性体１５との間のすべりを防止する
ことができ、空転を防ぐことができると共に、それぞれ
の突起部１３ａ、１４ａの先端が微少な距離ｄ１をもっ
て互いに近接していることによって、半径方向の剛性を
高くすることができる。それぞれの突起部１３ａ、１４
ａの先端間の距離ｄ１は、ステータとロータ間に働く磁
気吸引力や、負荷の荷重や負荷にかかる外力等によっ
て、ロータとステータの間のエアギャップが不同しない
程度である必要がある。通常、騒音等に問題がないよう
にするためには、ｄ１はエアギャップの６倍以下である
必要がある。特にエアギャップの１０倍以上とすると、
場合によってはステータ内径とロータ外径が接触し、回
転しなくなってしまう場合もある。一方、ｄ１は小さす
ぎても、弾性体が十分に入り込まず、ゴムを充填する場
合、または成形したゴムを挿入する場合、どちらにおい
ても最低０．５ｍｍは必要であり、のぞましくは１ｍｍ
以上あると好適である。０．５ｍｍ以下とすると、十分
にゴムが充填されなかったり、ゴムが破損したりする可
能性が高くなる。

【００４４】さらに、外コア１３および内コア１４と弾
性体１５とは密着させ、互いに離れないようにすると、
半径方向の剛性が高くできる。すなわち、突起部１３
ａ、１４ａのない部分において、外コア１３の外周部に
圧縮力Ｆ１がかかった場合、突起部１３ａ、１４ａと弾
性体１５とが密着しているため、引張力に対して保持力
を有する。なお、外コア１３および内コア１４と弾性体
１５との密着方法は、加硫接着または接着剤塗布等の接
着、または、突起部１３ａ、１４ａの先端付近におい
て、根元部より大きくなる形状とするとよい。

【００４５】また、突起部１３ａ、１４ａの先端の角部
１３ａｅ、１４ａｅは、フィレットを設けることによ
り、ゴムなどの弾性体のクラックや破損を防止すること
が可能である。

【００４６】また、弾性体１５が、軸方向に抜けること
を防止する必要がある。外コア１３および内コア１４と
弾性体１５を接着する他に、図２に示すように、外コア
１３および内コア１４に、軸方向に段差１３ｓ、１４ｓ
を設ければよいが、段差１３ｓ、１４ｓは、全周にわた
って設けてもよく、また、全周ではなく一部でもよい。
特に、弾性体を射出成形により成形されたゴムとするこ
とにより、強固な抜防止手段となる。

【００４７】また、図３に示すように、軸方向の一部、
好ましくは両端部における一定長の範囲内で突起部１３
ａ、１４ａが、微少な距離ｄ１をもって近接しており、
他の部分では、突起部１３ａ、１４ａには段差１３ｔ、
１４ｔがあり、ｄ１より大きい距離ｄ２をもって対向し
ていることにより、弾性体１５の強度が向上し、信頼性
が向上する。この場合、突起部１３ａ、１４ａが、微少
な距離ｄ１をもって近接している部分において、半径方
向の剛性を保持することができる。

【００４８】突起１３ａ、１４ａの数が、外コアと内コ
アで等しく、それぞれＮ個である場合、ロータ回転中心
に対して、３６０／（３Ｎ）°の範囲内に突起部１３
ａ、１４ａを設けるようにすることにより、弾性体に十
分な貫通孔を設けることが可能である。

【００４９】突起部１３ａ、１４ａの数が外コアと内コ
アで等しい場合、異なる場合のどちらであっても、互い
に近接した突起部の組数は等間隔であり、３以上の奇数
であるとよい。この場合、外コア１３および内コア１４
と、弾性体１５が密着していることが条件であるが、円
周方向のどの方向に力がかかっても、半径方向の剛性は
ほぼ同一に保つことが可能である。仮に、互いに近接し
た突起部の組数が偶数個の場合、突起が１８０°対称の
位置関係にある部分の力に対しては剛性が強いが、その
他の部分にかかる力に対しては剛性が低下することにな
る。さらに、貫通孔１６は、隣接して外コアおよび内コ
アが近接している突起部の間に、両側の突起部に近接し
て２個所設けるとよい。本構成により、回転方向のバネ
定数を低くすることができ、かつ、半径方向の剛性を向
上させることが可能である。

【００５０】また、突起部１３ａ、１４ｂの長さＬｏ、
Ｌｉについては、Ｌｏ＞Ｌｉとすることにより、回転方
向に力が加わった時、それぞれの突起部１３ａ、１４ａ
にかかる単位面積当たりの応力がほぼ均等となる。特
に、外コアの突起部１３ａの中心部半径をＲｏ、内コア
の突起部１４ａの中心部半径をＲｉとしたとき、ＬｉＲ
ｉ＝ＬｏＲｏとすれば、それぞれの突起部１３ａ、１４
ｂのかかる単位面積当たりの応力が等しくなる。

【００５１】弾性体１５が、外コア１３と内コア１４の
間にゴムを射出成形して成形したものである場合、ゲー
トをいずれかの位置に設ける必要がある。図１に示すよ
うに、突起部の間に２個所ある貫通孔の間にゲート１７
を設けることにより、２個所の貫通孔の間に挟まれたゴ
ム部１５ｃの充填密度が高く、剛性面で有利である。一
方、図４に示すように、突起部１３ａ、１４ａと、貫通
孔１６間にゲート１８を設ければ、互いに近接した突起
部１３ａ、１４ａの間にあるゴム１５ｂの充填密度が高
く、特に近接した突起部間の距離ｄ１が小さい場合には
有効である。

【００５２】さらに、外コア１３または内コア１４のう
ち片方または両方が、打ち抜かれた電磁鋼鈑を積層して
なるようにすれば、外コア１３、内コア１４の形状が複
雑であっても可能であり、ゴムを充填したときに、積層
した電磁鋼鈑の隙間にゴムが入り込み、外コア１３、内
コア１４とゴムとの固着が強固になる。

【００５３】なお、永久磁石は、極数個に分割されてい
る必要はなく、円筒形状等であってもよい。

【００５４】（実施の形態２）図８は、第二の実施の形
態における永久磁石ロータの斜視図である。図９は、第
二の実施の形態における永久磁石ロータの横断面図であ
る。

【００５５】鉄などの高透磁率かつ剛性を有する材質か
らなるヨーク部３１の外周に、略円弧形状の永久磁石３
０を配し、ヨーク部３１に永久磁石３３を密着させた状
態にて合成樹脂３２によりモールドする。合成樹脂は、
ゴム等とは異なり、剛性を有することが必要である。合
成樹脂３２は、永久磁石３３をヨーク部３１に固着させ
る部分３２ｏと、ヨーク部内側部３２ｉに分かれ、ヨー
ク部内側部３２ｉには、突起部３２ｉａを有する。合成
樹脂のヨーク部内側部３２ｉおよび突起部３２ｉａと、
ヨーク部３１とを合わせ、外コアということにする。

【００５６】永久磁石３０およびヨーク部３１は、合成
樹脂にて全体が覆われている。これにより、永久磁石３
０およびヨーク部３１の固着が可能であり、かつ、浸水
時等、電流が漏れてロータ部に伝わる恐れがある用途に
おいては、ステータ巻線と出力軸との間の絶縁作用を有
する。

【００５７】シャフト３４の外周側には、鉄などの剛性
を有する材質からなる内コア３３があり、外側に向かっ
て突起部３３ａを有する。外コアおよび内コアの間に
は、ゴム等の弾性体３５を充填し、かつ、弾性体３５に
は、貫通孔３６を設けてある。突起部３２ｉａ、３３ａ
および貫通孔３６の作用については、第１の実施の形態
と同様であり、省略する。

【００５８】本実施の形態においては、内コア３３は、
環状の鉄から引き抜き加工にて形成しているが、引き抜
き加工である場合、突起部３３ａの長さが制限される。
一方、外コアの場合、合成樹脂によるモールドにより成
形するため、突起部３２ｉａの長さは任意に設定可能で
ある。したがって、内コアの突起部３３ａにかかる力を
分散させるため、外コアの突起部３２ｉａに比べると、
内コアの突起部３３ａは数を多くしてある。また、外コ
アおよび内コアの突起部が近接している個所は３個所あ
り、略等間隔に配置されている。この場合、外コア、内
コアそれぞれの突起部の数を、Ｎｏ、Ｎｉとし、外コ
ア、内コアの突起部の長さをＬｏ、Ｌｉ、外コア、内コ
アの突起部の中心部半径をＲｏ、Ｒｉとしたとき、各突
起部にかかる応力を一定とするためには、（数２）を満
足させればよい。

【００５９】

【数２】

【００６０】（実施の形態３）図１０は、第三の実施の
形態における永久磁石ロータを示す横断面図である。

【００６１】永久磁石４０は、略円筒形状に成形され、
内周部に向かって、突起部４０ａを有する。第１の実施
の形態における外コアを、永久磁石が兼ねているとみな
してよい。

【００６２】シャフト４２の外側には、鉄などの剛性を
有する材質によりなる内コア４２を設け、内コア４２の
外側には突起部４２ａを有し、永久磁石内周部の突起部
４０ａが、微少な距離ｄ１を置いて近接している。永久
磁石４０と内コア４２の間には、ゴム等の弾性体４３が
充填され、弾性体４３には、貫通孔４５が設けられてい
る。突起部および弾性体、貫通孔の作用については、第
１の実施の形態と同様であるため省略する。

【００６３】永久磁石は、磁場中にて極異方に配向され
ながら成形されたものであり、ヨークを必要としない。
したがって、突起部を、永久磁石そのものに設けてい
る。永久磁石として樹脂磁石を用い、磁場中で成形する
場合、金型の形状により、自由に突起部を設けることが
できると共に、永久磁石素材そのものに剛性を有するた
め、半径方向の剛性を向上させるために十分である。な
お、ゴム磁石等のように、弾性を有する材質は不向きで
ある。

【００６４】ロータ内部に防振機構を設ける場合、特に
永久磁石ロータの場合、十分に弾性体を充填する空間が
あり、必要な遮断周波数に応じて自由に貫通孔や突起部
形状を選択することが可能である。これにより、ファン
取付部とシャフト先端との間の防振ゴムがなくても、コ
ギングトルク等に起因する騒音を低減することが可能で
ある。

【００６５】なお、本願における実施の形態において
は、８極の永久磁石ロータについて説明したが、極数、
突起部の数および形状、貫通穴の数および形状、永久磁
石の数および形状等は、本発明の趣旨に応じて自由に設
定可能であり、これらを本特許の範囲から排除するもの
ではない。

【００６６】

【発明の効果】本願請求項１に記載の発明によれば、回
転方向のバネ定数を低くでき、遮断周波数を小さくし、
防振性能を高くすることができる。

【００６７】本願請求項２に記載の発明によれば、防振
性能を低下させることなく、半径方向の剛性を有し、ギ
ャップ不同の発生しにくい永久磁石ロータを提供でき
る。

【００６８】本願請求項３に記載の発明によれば、外コ
アおよび内コアの突起が対向した部分における弾性体の
強度を確保しつつ、半径方向の剛性を保つことができ
る。

【００６９】本願請求項４に記載の発明によれば、外コ
アおよび内コアの突起が対向した部分における弾性体の
強度を確保しつつ、半径方向の剛性を保つことができ
る。

【００７０】本願請求項５に記載の発明によれば、弾性
体部に回転方向の防振性能をもたせるのに十分な貫通孔
を設けることができる。

【００７１】本願請求項６に記載の発明によれば、力の
かかる方向によらず、半径方向の剛性が確保できる。

【００７２】本願請求項７に記載の発明によれば、貫通
孔による半径方向の剛性低下を、突起部により防止して
おり、半径方向の剛性の高い永久磁石ロータを提供でき
る。

【００７３】本願請求項８に記載の発明によれば、圧縮
応力のみならず、引張り応力に対しても剛性が低下せ
ず、半径方向の剛性の高い永久磁石ロータを提供でき
る。

【００７４】本願請求項９に記載の発明によれば、生産
性が良好であり、接着力が強い。

【００７５】本願請求項１０に記載の発明によれば、接
着等を用いなくても、弾性体とコアとの半径方向のズレ
防止となり、半径方向の剛性が向上する。

【００７６】本願請求項１１に記載の発明によれば、内
コアおよび外コアの両方、またはいずれか一方を積層さ
れたコアとすることにより、積層されたコアの隙間にゴ
ムが入り込むことにより、コアと弾性体との固着力を強
化できる。

【００７７】本願請求項１２に記載の発明によれば、外
コアおよび内コアの突起部の対向した部分に十分にゴム
が入り込み、強度を保つことができる。

【００７８】本願請求項１３に記載の発明によれば、２
個所の貫通孔の間におけるゴムの充填密度を高くするこ
とにより、ゴム部の半径方向の剛性を高めることが可能
である。

【００７９】本願請求項１４に記載の発明によれば、前
記突起部の先端部により、弾性体にクラックが入り、弾
性体が破壊されるのを防止できる。

【００８０】本願請求項１５に記載の発明によれば、前
記弾性体が内コアおよび外コアから軸方向に抜けること
を防止できる。

【００８１】本願請求項１６に記載の発明によれば、形
状の自由度が大きく、突起部を自由に設計できると共
に、積層された電磁鋼鈑の間に弾性体が入り込み、弾性
体と外コアおよび内コア間の密着度合いが向上する。

【００８２】本願請求項１７に記載の発明によれば、加
工が容易で生産コストも小さくすることができる。

【００８３】本願請求項１８に記載の発明によれば、永
久磁石と外コアとの接着がモールドにより確保でき、外
コアの突起部の形成が容易である。

【００８４】本願請求項１９に記載の発明によれば、鉄
により外コアを設ける必要がなく、また、外コアの突起
部の形成が容易である。

【００８５】本願請求項２０に記載の発明によれば、外
コアおよび内コアの突起部にかかる応力をほぼ同等とす
ることができる。

【００８６】本願請求項２１に記載の発明によれば、外
コアおよび内コアの突起部にかかる応力をほぼ同等とす
ることができる。

【００８７】本願請求項２２に記載の発明によれば、外
コアの突起部の長さを大きくしなくても、外コアの突起
部にかかる応力を分散させることが可能である。

【００８８】本願請求項２３に記載の発明によれば、外
コアおよび内コアの突起部にかかる応力をほぼ同等とす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す永久磁石ロータの
横断面図

【図２】本発明の一実施の形態を示す永久磁石ロータの
Ａ−Ａ’断面図

【図３】本発明の一実施の形態を示す永久磁石ロータの
Ｂ−Ｂ’断面図

【図４】本発明の一実施の形態における他のゲート位置
をもつ永久磁石ロータの横断面図

【図５】弾性体を用いない永久磁石ロータのエアコン搭
載時騒音の周波数分析結果を示す図

【図６】弾性体を用い、貫通孔を有しない永久磁石ロー
タのエアコン搭載時騒音の周波数分析結果を示す図

【図７】弾性体を用い、貫通孔を有する永久磁石ロータ
のエアコン搭載時騒音の周波数分析結果を示す図

【図８】第二の実施の形態における永久磁石ロータの斜
視図

【図９】第二の実施の形態における永久磁石ロータの横
断面図

【図１０】第三の実施の形態における永久磁石ロータを
示す横断面図

【図１１】従来の永久磁石ロータの押さえ板にてゴムな
どの弾性体を固定する前の縦断面図

【図１２】従来の永久磁石ロータの押さえ板にて弾性体
を固定した後の縦断面図

【図１３】従来の永久磁石ロータのＸ−Ｘ断面図

【図１４】従来の永久磁石ロータの分解図

【符号の説明】

１１永久磁石１２シャフト１３外コア１３ａ、１４ａ突起部１４内コア１５弾性体１６貫通孔１７ゲート位置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者近藤元輝大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5H002 AA08 AB05 AB07 AC06 AE08 5H605 AA05 BB05 CC03 CC05 CC10 DD21 EA06 EA09 FF08 GG18 5H622 CA02 CA05 CA10 CA14 CB04 CB06 PP03 PP10 PP11 PP13 PP17 PP19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】略円筒形のロータ表面に永久磁石を設け
てなる永久磁石ロータにおいて、永久磁石の内周側に固
着する鉄などの剛性をもつ物質からなる外周部分（以下
外コアという）と、シャフトの外周側に固着する鉄など
の剛性をもつ物質からなる内周部分（以下内コアとい
う）と、前記外コアと内コアの間に充填されたゴムなど
の弾性体からなり、前記弾性体には、半径方向に長い貫
通穴を、円周方向に複数個設けたことを特徴とする永久
磁石ロータ。
【請求項２】請求項１記載の永久磁石ロータであっ
て、外コアの内周側および内コアの外周側の両方または
どちらか一方に複数個の凸形の突起部を有し、前記突起
部において、前記外コアと内コアが微少な距離ｄ１をも
って近接し対向していることを特徴とする永久磁石ロー
タ。
【請求項３】請求項２記載の永久磁石ロータであっ
て、突起部において軸方向の一部好ましくは両端部にお
ける一定長の範囲内で、外コアと内コアが微少な距離ｄ
１をもって近接し、他の部分では、前記外コアと内コア
がｄ１より大きい間隔ｄ２をもって対向していることを
特徴とした永久磁石ロータ。
【請求項４】請求項２または３記載の永久磁石ロータ
であって、間隔ｄ１が、０．５ｍｍ以上であり、かつ、
エアギャップの６倍以下であることを特徴とする永久磁
石ロータ。
【請求項５】請求項２または３記載の永久磁石ロータ
であって、突起部の数が外コアと内コアで等しくそれぞ
れＮであり、かつ、前記突起部が、それぞれロータ回転
中心に対して３６０／（３Ｎ）°の範囲内にあることを
特徴とする永久磁石ロータ。
【請求項６】請求項２乃至５記載の永久磁石ロータで
あって、突起部の数が、外コアおよび内コアのそれぞれ
またはどちらか一方につき、３以上の奇数であることを
特徴とする永久磁石ロータ。
【請求項７】請求項６記載の永久磁石ロータであっ
て、突起部が、略等間隔にあり、貫通穴が突起部の間に
それぞれ２個所、共に両側の突起部に近接した位置にあ
ることを特徴とする永久磁石ロータ。
【請求項８】請求項１乃至７記載の永久磁石ロータで
あって、外コアと弾性体、内コアと弾性体が密着し、互
いに離れないようにしたことを特徴とする永久磁石ロー
タ。
【請求項９】請求項８記載の永久磁石ロータであっ
て、外コアと弾性体、内コアと弾性体の間を接着したこ
とを特徴とする永久磁石ロータ。
【請求項１０】請求項２乃至７記載の永久磁石ロータ
であって、突起部が少なくとも先端部付近において根元
部より大きくなる形状としたことを特徴とする永久磁石
ロータ。
【請求項１１】請求項２乃至７記載の永久磁石ロータ
であって、弾性体が外コアと内コアの間に射出成形によ
り成形されたゴムであることを特徴とする永久磁石ロー
タ。
【請求項１２】請求項１１記載の永久磁石ロータであ
って、突起部と貫通穴の間にゲートを設けたことを特徴
とした永久磁石ロータ。
【請求項１３】請求項１１記載の永久磁石ロータであ
って、貫通穴が突起部の間にそれぞれ２個所、共に両側
の突起部に近接した位置にあり、前記２個所の貫通孔の
間にゲートを設けたことを特徴とした永久磁石ロータ。
【請求項１４】請求項２乃至１２記載の永久磁石ロー
タであって、突起部の先端の角部にフィレットを設けた
ことを特徴とする永久磁石ロータ。
【請求項１５】請求項１乃至１４記載の永久磁石ロー
タであって、弾性体の軸方向の抜け防止手段を設けたこ
とを特徴とする永久磁石ロータ。
【請求項１６】請求項１乃至１５記載の永久磁石ロー
タであって、外コアおよび内コアが、打ち抜かれた電磁
鋼鈑を積層してなることを特徴とする永久磁石ロータ。
【請求項１７】請求項１乃至１５記載の永久磁石ロー
タであって、外コアまたは内コアが、円管状の鉄などの
剛性をもつ物質を引き抜き加工により成形されたことを
特徴とする永久磁石ロータ。
【請求項１８】請求項２乃至１５記載の永久磁石ロー
タであって、外コアが永久磁石の内周側に密着する略円
管状の鉄と、前記略円管状の鉄と前記永久磁石を固定
し、かつ、前記略円管状の鉄の内側に凸型の突起部を形
成するモールド樹脂からなることを特徴とする永久磁石
ロータ。
【請求項１９】請求項２乃至１５記載の永久磁石ロー
タであって、外コア部を永久磁石素材で一体成形し、極
異方配向としたことを特徴とする永久磁石ロータ。
【請求項２０】請求項２または３記載の永久磁石ロー
タであって、外コアの突起部の長さをＬｏ、内コアの突
起部の長さをＬｉとしたとき、Ｌｏ＜Ｌｉであることを
特徴とする永久磁石ロータ。
【請求項２１】請求項２０記載の永久磁石ロータであ
って、外コアの突起部の中心部半径をＲｏ、内コアの突
起部の中心部半径をＲｉとしたとき、ＬｉＲｉ＝ＬｏＲ
ｏであることを特徴とする永久磁石ロータ。
【請求項２２】請求項２または３記載の永久磁石ロー
タであって、外コアの突起部の数をＮｏ、内コアの突起
部の数をＮｉとしたとき、Ｎｏ＜Ｎｉであり、少なくと
も、外コアの突起部すべてに対して、内コアの突起部が
近接していることを特徴とする永久磁石ロータ。
【請求項２３】請求項２２記載の永久磁石ロータであ
って、外コアの突起部の長さをＬｏ、内コアの突起部の
長さをＬｉ、外コアの突起部の中心部半径をＲｏ、内コ
アの突起部の中心部半径をＲｉとしたとき、ＮｉＬｉＲ
ｉ＝ＮｏＬｏＲｏであることを特徴とする永久磁石ロー
タ。