JP2017085804A - Permanent magnet electric motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、防振部材を有するロータを備えた永久磁石電動機に関する。 The present invention relates to a permanent magnet electric motor including a rotor having a vibration isolation member.
従来の永久磁石電動機には、回転磁界を発生するステータの内部に、永久磁石を備えるロータを回転可能に配置したインナーロータ型の電動機がある。この型の電動機には、例えば、空気調和機の室外機に搭載される送風ファンを回転駆動するためのブラシレスDCモータがある。 As a conventional permanent magnet motor, there is an inner rotor type motor in which a rotor having a permanent magnet is rotatably arranged inside a stator that generates a rotating magnetic field. As this type of electric motor, for example, there is a brushless DC motor for rotationally driving a blower fan mounted on an outdoor unit of an air conditioner.
このブラシレスDCモータは、樹脂で形成されたモータ外郭で覆われた円筒形状のステータと、ロータコアを有しステータの内周側に配置されたロータとを備えている。ロータは、シャフトと、シャフトに固定された円柱形状の内周側鉄心と、内周側鉄心の外周側にシャフトを中心として配置された円筒形状の外周側鉄心と、外周側鉄心の外周側に配置された複数の永久磁石と、内周側鉄心と外周側鉄心の上下端面を覆うとともに内周側鉄心と外周側鉄心との間に充填された防振部材とを有している。 This brushless DC motor includes a cylindrical stator that is covered with a motor shell formed of resin, and a rotor that has a rotor core and is disposed on the inner peripheral side of the stator. The rotor includes a shaft, a cylindrical inner peripheral iron core fixed to the shaft, a cylindrical outer iron core disposed around the shaft on the outer peripheral side of the inner peripheral core, and an outer peripheral side of the outer iron core. It has a plurality of arranged permanent magnets, and an anti-vibration member that covers the upper and lower end surfaces of the inner peripheral iron core and outer peripheral iron core and is filled between the inner peripheral iron core and the outer peripheral iron core.
内周側鉄心は、シャフトに装着するための孔が軸方向の中心にあり、この孔にシャフトを圧入することでシャフトに固定されている。内周側鉄心は、外周壁に外周壁から外周側鉄心に向かって突出する複数の第1突起部を備えている。複数の第1突起部は、外周壁に沿ってシャフトの軸方向に延びるとともに周方向に等間隔に配置されている。 The inner peripheral side iron core has a hole for mounting on the shaft at the center in the axial direction, and is fixed to the shaft by press-fitting the shaft into the hole. The inner peripheral iron core includes a plurality of first protrusions that protrude from the outer peripheral wall toward the outer peripheral iron core on the outer peripheral wall. The plurality of first protrusions extend in the axial direction of the shaft along the outer peripheral wall and are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
外周側鉄心は、外周壁の軸方向に延びるとともに周方向に等間隔に配置された複数の永久磁石が樹脂で固定されている。外周側鉄心は、内周壁に内周壁から内周側鉄心に向かって突出する複数の第2突起部を備えている。複数の第2突起部は、内周壁に沿ってシャフトの軸方向に延びるとともに周方向に等間隔に配置されている。 The outer peripheral side iron core is fixed with a plurality of permanent magnets extending in the axial direction of the outer peripheral wall and arranged at equal intervals in the circumferential direction. The outer peripheral side iron core is provided with a plurality of second protrusions protruding from the inner peripheral wall toward the inner peripheral side iron core on the inner peripheral wall. The plurality of second protrusions extend in the axial direction of the shaft along the inner peripheral wall and are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
防振部材は、弾性の大きい材料(ゴムや樹脂など)によって上面および下面を有する円筒形状に形成され、内周側鉄心と外周側鉄心との間で相互に伝わる振動を抑制するものである。防振部材は、内周側鉄心に備えた複数の第1突起部や外周側鉄心に備えた複数の第2突起部に沿うように内周側鉄心と外周側鉄心の間に充填されている。このため、内周側鉄心と外周側鉄心との間で空転することなく、永久磁石の回転トルクがシャフトに伝達される(例えば、特許文献1)。 The vibration isolating member is formed in a cylindrical shape having an upper surface and a lower surface with a material having high elasticity (such as rubber or resin), and suppresses vibrations transmitted between the inner peripheral side iron core and the outer peripheral side iron core. The vibration isolating member is filled between the inner peripheral side iron core and the outer peripheral side iron core so as to follow the plurality of first protrusions provided on the inner peripheral side iron core and the plurality of second protrusions provided on the outer peripheral side iron core. . For this reason, the rotational torque of a permanent magnet is transmitted to a shaft, without idling between an inner peripheral side iron core and an outer peripheral side iron core (for example, patent document 1).
しかしながら、特許文献1に開示された内周側鉄心と外周側鉄心との間に防振部材が充填されたロータは、防振部材の弾性によって内周側鉄心と外周側鉄心との間に伝わる振動を抑制することができる反面、ロータの回転時において内周側鉄心と防振部材と外周側鉄心の回転方向の結合強度が不十分になるおそれがあった。
However, the rotor filled with the vibration isolating member between the inner peripheral iron core and the outer peripheral iron core disclosed in
本発明は上記問題点に鑑み、ロータの回転時において内周側鉄心と防振部材と外周側鉄心の回転方向の結合強度を改善することができる永久磁石電動機を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a permanent magnet electric motor that can improve the coupling strength in the rotation direction of an inner peripheral side iron core, a vibration isolating member, and an outer peripheral side iron core during rotation of the rotor.
上記課題を解決するために、本発明の永久磁石電動機は、円筒形状のステータと、ステータの内周側に配置されたロータとを備え、ロータは、シャフトと、シャフトに固定された円柱形状の内周側鉄心と、内周側鉄心の外周側にシャフトを中心として配置された円筒形状の外周側鉄心と、外周側鉄心の外周側に配置された複数の永久磁石と、内周側鉄心と外周側鉄心との間に充填された防振部材とを有し、内周側鉄心は、外周壁から外周側鉄心に向かって突出するとともにシャフトの軸方向に外周壁に沿って延びる複数の第1突起部を備え、外周側鉄心は、内周壁から内周側鉄心に向かって突出するとともにシャフトの軸方向に内周壁に沿って延びる複数の第2突起部を備えた永久磁石電動機であって、複数の第1突起部の側壁または複数の第2突起部の側壁の少なくとも1つに、シャフトの軸方向に延び防振部材が充填された溝部を有することを特徴とする。また、複数の第1突起部の側壁および複数の第2突起部の側壁に、シャフトの軸方向に延び防振部材が充填された溝部を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a permanent magnet motor of the present invention includes a cylindrical stator and a rotor disposed on the inner peripheral side of the stator, and the rotor has a shaft and a columnar shape fixed to the shaft. An inner peripheral iron core, a cylindrical outer peripheral core disposed around the shaft on the outer peripheral side of the inner peripheral iron core, a plurality of permanent magnets disposed on the outer peripheral side of the outer peripheral core, an inner peripheral iron core, A vibration isolating member filled between the outer peripheral side iron core and the inner peripheral side iron core projecting from the outer peripheral wall toward the outer peripheral side iron core and extending in the axial direction of the shaft along the outer peripheral wall. The permanent magnet motor includes one protrusion, and the outer peripheral iron core includes a plurality of second protrusions that protrude from the inner peripheral wall toward the inner peripheral iron core and extend in the axial direction of the shaft along the inner peripheral wall. , Side walls of a plurality of first protrusions or a plurality of At least one side wall of the second protrusions, vibration isolating members extending in the axial direction of the shaft and having a groove filled. In addition, the sidewalls of the plurality of first protrusions and the sidewalls of the plurality of second protrusions have grooves that extend in the axial direction of the shaft and are filled with vibration-proof members.
本発明の永久磁石電動機によれば、ロータの回転時において内周側鉄心と防振部材と外周側鉄心の回転方向の結合強度を改善することができる。 According to the permanent magnet motor of the present invention, it is possible to improve the coupling strength of the inner peripheral side iron core, the vibration isolating member, and the outer peripheral side iron core in the rotation direction when the rotor rotates.
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8は、本実施形態における永久磁石電動機Mを説明する図である。図1乃至図4に示すように、この永久磁石電動機Mは、回転磁界を発生するステータ1の内部に、永久磁石を備えるロータ2を回転可能に配置したインナーロータ型の電動機であり、このインナーロータ型の電動機には、例えば、空気調和機の室外機に搭載される送風ファンを回転駆動するためのブラシレスDCモータがある。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. 1 to 8 are diagrams for explaining a permanent magnet motor M according to the present embodiment. As shown in FIGS. 1 to 4, this permanent magnet motor M is an inner rotor type motor in which a
ステータ1は、図1に示すように、円筒形状のヨーク部とヨーク部から内径側に延びる複数のティース部とを有したステータコア11を備え、インシュレータ12を介してティース部に巻線13が巻回されている。ステータ1は、ステータコア11の内周面111(ティース部の先端内周面)を除き、樹脂で形成された円筒形状のモータ外郭3で覆われている。ロータ2は、ステータ1のステータコア11の内周側に所定の空隙(ギャップ)をもって回転自在に配置されている。
As shown in FIG. 1, the
ロータ2は、図2乃至図4に示すように、シャフト21と、シャフト21に固定された円柱形状の内周側鉄心22と、内周側鉄心22の外周側にシャフトを中心として配置された円筒形状の外周側鉄心23と、外周側鉄心23の外周側に配置された複数(本実施例は8つ)の永久磁石24a〜24hと、内周側鉄心22と外周側鉄心23の上端面22a、23aおよび下端面22b、23bを覆うとともに内周側鉄心22と外周側鉄心23との間に充填された防振部材25とを備えている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
内周側鉄心22は、シャフト21に装着するための孔221が軸方向の中心にあり、この孔221にシャフト21を圧入することでシャフト21に固定されている。内周側鉄心22は、外周壁222に外周壁222から外周側鉄心23に向かって突出する複数(本実施例は4つ)の第1突起部223a〜223dを備えている。複数の第1突起部223a〜223dは、外周壁222に沿ってシャフト21の軸方向に延びるとともに周方向に等間隔に配置されている。
The inner peripheral
外周側鉄心23は、外周壁231の軸方向に延びるとともに周方向に等間隔に配置された複数の永久磁石24a〜24hが樹脂26(例えば、ポリブチレンテレフタレート(PBT))で固定されている。外周側鉄心23は、内周壁232に内周壁232から内周側鉄心22に向かって突出する複数(本実施例は4つ)の第2突起部233a〜233dを備えている。複数の第2突起部233a〜233dは、内周壁232に沿ってシャフト21の軸方向に延びるとともに周方向に等間隔に配置されている。
The outer peripheral
複数の第1突起部223a〜223dは、複数の第1突起部223a〜223dの側壁224a〜224dからロータ2の径方向に窪むとともにシャフト21の軸方向に側壁224a〜224dに沿って延びる溝部225a〜225dを備えている。複数の第2突起部233a〜233dは、複数の第2突起部233a〜233dの側壁234a〜234dからロータ2の径方向に窪むとともにシャフト21の軸方向に側壁234a〜234dに沿って延びる溝部235a〜235dを備えている。溝部225a〜225dと溝部235a〜235dは、図3に示すように、それぞれが上面から見て、側壁224a〜224d、側壁234a〜234dのそれぞれから切欠かれた長方形状の切欠き部と切欠き部の先端につながる円形状の孔からなる鍵穴形状に形成されている。複数の第1突起部223a〜223dと複数の第2突起部233a〜233dは、防振部材25を挟んでそれぞれが対向するように配置されている。
The plurality of
防振部材25は、弾性の大きい材料(例えば、クロロプレンゴム(CR)などのゴムやポリブチレンテレフタレート(PBT)などの樹脂)によって上面25aおよび下面25bを有する円筒形状に形成されている。防振部材25は、内周側鉄心22と外周側鉄心23との間で相互に伝わる振動を吸収し抑制するものである。
The
防振部材25は、内周側鉄心22の外周壁222および複数の第1突起部223a〜223dや、外周側鉄心23の内周壁232および複数の第2突起部233a〜233dに沿うように、内周側鉄心22と外周側鉄心23の間に充填されている。また、防振部材25は、複数の第1突起部223a〜223dのそれぞれの溝部225a〜225dや、複数の第2突起部233a〜233dのそれぞれの溝部235a〜235dに沿うように、内周側鉄心22と外周側鉄心23の間に充填されている。なお、防振部材25は、シャフト21の軸方向の抜け防止のため、内周側鉄心22の上面22aおよび下面22bや、外周側鉄心23の上面23aおよび下面23bを覆うように充填されている。このため、ロータ2に防振部材25を備えることにより、内周側鉄心22と外周側鉄心23との間で空転することなく、複数の永久磁石24a〜24hの回転トルクがシャフト21に伝達される。
The
このように構成されたロータ2は、まず、複数の永久磁石24a〜24hを外周側鉄心23の外周壁231の周りに配置し、樹脂26により複数の永久磁石24a〜24hを外周側鉄心23の外周壁231に固定する。また、シャフト21を内周側鉄心22の孔221に圧入し、シャフトを内周側鉄心22に固定する。次に、複数の永久磁石24a〜24hが固定された外周側鉄心23と、シャフト21が固定された内周側鉄心22とを、複数の第1突起部223a〜223dと複数の第2突起部233a〜233dがそれぞれ対向するように金型内に配置する。
In the
最後に、金型内に配置された外周側鉄心23と内周側鉄心22との間に防振部材25の材料を流し込んで防振部材25を充填する。このとき、防振部材25は、複数の第1突起部223a〜223dのそれぞれの溝部225a〜225d、複数の第2突起部233a〜233dのそれぞれの溝部235a〜235d、外周側鉄心23の上面23aおよび下面23b、内周側鉄心22の上面22aおよび下面22bにも充填される。この結果、図2に示すように、ロータ2が組立てられる。
Finally, the material of the
以上説明してきた本実施形態による永久磁石電動機Mによれば、複数の第1突起部223a〜223dおよび複数の第2突起部233a〜233dは、複数の第1突起部223a〜223dの側壁224a〜224dおよび複数の第2突起部233a〜233dの側壁234a〜234dから窪むとともに、シャフト21の軸方向に側壁224a〜224dおよび側壁234a〜234dに沿って延びる防振部材25が充填された溝部225a〜225dおよび溝部235a〜235dを有する。この結果、内周側鉄心22と外周側鉄心23との間に防振部材25を充填する時、溝部225a〜225dおよび溝部235a〜235dに防振部材25を十分に行き渡らせ(流入させ)、防振部材25を確実に充填することができる。
According to the permanent magnet motor M according to the present embodiment described above, the plurality of
また、内周側鉄心22の上面22aおよび下面22bの側と、外周側鉄心23の上面23aおよび下面23bの側から、防振部材25を溝部225a〜225dおよび溝部235a〜235dの内部でつなげることができる。そして、溝部225a〜225dおよび溝部235a〜235dが無い場合と比べ、内周側鉄心22と防振部材25と外周側鉄心23との接触部分と、防振部材25が内周側鉄心22の上面22aおよび下面22bの側と、外周側鉄心23の上面23aおよび下面23bの側からつながる部分を増やすことができるため、ロータ2の回転時において内周側鉄心22と防振部材25と外周側鉄心23の回転方向の結合強度を改善(強化)することができる。
Further, the
なお、本実施形態による永久磁石電動機Mでは、複数の第1突起部223a〜223dに溝部225a〜225dを有し、複数の第2突起部233a〜233dに溝部235a〜235dを有する構造としたが、本発明はこれに限らず、図5に示すように、複数の第2突起部233a〜233dのみ溝部235a〜235dを有する構造にしてもよく、また、図6に示すように、複数の第1突起部223a〜223dのみ溝部225a〜225dを有する構造にしてもよい。図5および図6に示す実施例も、上述の実施例と同様に、内周側鉄心22と外周側鉄心23との間に防振部材25を充填する時、溝部225a〜225dまたは溝部235a〜235dに防振部材25を十分に行き渡らせ(流入させ)、防振部材25を確実に充填することができる。
In the permanent magnet motor M according to the present embodiment, the plurality of
また、図7に示すように、複数の第1突起部223a〜223dのうち、第1突起部223a、223cに溝部225a、225cを有し、複数の第2突起部233a〜233dのうち、第2突起部233b、233dに溝部235b、235dを有する構造にしてもよい。この場合、第1突起部223a、223cの溝部225a、225cと第2突起部233b、233dの溝部235b、235dは、回転方向に互い違いに配置される構造になる。図7に示す実施例も、上述の実施例と同様に、内周側鉄心22と外周側鉄心23との間に防振部材25を充填する時、溝部225a、225cおよび溝部235b、235dに防振部材25を十分に行き渡らせ(流入させ)、防振部材25を確実に充填することができる。
In addition, as illustrated in FIG. 7, the
図8(a)乃至図8(e)に複数の第1突起部223a〜223dが有する溝部225a〜225dと、複数の第2突起部233a〜233dが有する溝部235a〜235dの他の実施例を示す。なお、図8(a)乃至図8(e)では、第1突起部223cが有する溝部225cと、第2突起部233cが有する溝部235cのみを図示し、その他の溝部を省略している。
FIG. 8A to FIG. 8E show another embodiment of the
本実施形態による永久磁石電動機Mでは、複数の第1突起部223a〜223dおよび複数の第2突起部233a〜233dは、側壁224a〜224dおよび側壁234a〜234dからロータ2の径方向に窪むとともに、シャフト21の軸方向に側壁234a〜234dに沿って延びる溝部225a〜225dおよび溝部235a〜235dを有する構造としたが、本発明はこれに限らず、図8(a)および図8(b)に示すように、複数の第1突起部223a〜223dおよび複数の第2突起部233a〜233dは、側壁224a〜224dおよび側壁234a〜234dからロータ2の回転方向に窪む溝部225a〜225dおよび溝部235a〜235dを有する構造にしてもよい。なお、図8(a)に示すように、溝部225a〜225dおよび溝部235a〜235dは、同一の回転方向に窪むものでも、図8(b)に示すように、溝部225a〜225dおよび溝部235a〜235dは、互いに反対の回転方向に窪むものでもよい。
In the permanent magnet motor M according to the present embodiment, the plurality of
さらに、本実施形態による永久磁石電動機Mでは、複数の第1突起部223a〜223dが有する溝部225a〜225dと、複数の第2突起部233a〜233dが有する溝部235a〜235dをそれぞれ上面から見て鍵穴形状に形成された構造としたが、本発明はこれに限らず、図8(b)および図8(d)に示すように、溝部225a〜225dと、溝部235a〜235dをそれぞれ上面から見て四角形状に形成してもよい。また、図8(c)に示すように、溝部225a〜225dと、溝部235a〜235dをU字形状にしてもよく、図8(e)に示すように、溝部225a〜225dと、溝部235a〜235dを三角形状にしてもよい。
Furthermore, in the permanent magnet motor M according to the present embodiment, the
M 永久磁石電動機
1 ステータ
11 ステータコア
12 インシュレータ
13 巻線
2 ロータ
21 シャフト
22 内周側鉄心
22a 上面
22b 下面
221 孔
222 外周壁
223a〜223d 第1突起部
224a〜224d 側壁
225a〜225d 溝部
23 外周側鉄心
23a 上面
23b 下面
231 外周壁
232 内周壁
233a〜233d 第2突起部
234a〜234d 側壁
235a〜235d 溝部
24a〜24h 永久磁石
25 防振部材
25a 上面
25b 下面
26 樹脂
3 モータ外郭
M
Claims (2)
前記ロータは、シャフトと、前記シャフトに固定された円柱形状の内周側鉄心と、前記内周側鉄心の外周側に前記シャフトを中心に配置された円筒形状の外周側鉄心と、前記外周側鉄心の外周側に配置された複数の永久磁石と、前記内周側鉄心と前記外周側鉄心との間に充填された防振部材とを有し、
前記内周側鉄心は、外周壁から前記外周側鉄心に向かって突出するとともに前記シャフトの軸方向に前記外周壁に沿って延びる複数の第1突起部を備え、
前記外周側鉄心は、内周壁から前記内周側鉄心に向かって突出するとともに前記シャフトの軸方向に前記内周壁に沿って延びる複数の第2突起部を備えた永久磁石電動機であって、
前記複数の第1突起部の側壁または前記複数の第2突起部の側壁の少なくとも1つに、前記シャフトの軸方向に延び前記防振部材が充填された溝部を有することを特徴とする永久磁石電動機。 A cylindrical stator, and a rotor disposed on the inner peripheral side of the stator,
The rotor includes a shaft, a cylindrical inner peripheral iron core fixed to the shaft, a cylindrical outer peripheral core disposed around the shaft on the outer peripheral side of the inner peripheral core, and the outer peripheral side. A plurality of permanent magnets arranged on the outer peripheral side of the iron core, and a vibration isolating member filled between the inner peripheral side iron core and the outer peripheral side iron core,
The inner peripheral iron core includes a plurality of first protrusions that protrude from the outer peripheral wall toward the outer peripheral iron core and extend in the axial direction of the shaft along the outer peripheral wall.
The outer peripheral side iron core is a permanent magnet electric motor provided with a plurality of second protrusions that protrude from the inner peripheral wall toward the inner peripheral side iron core and extend in the axial direction of the shaft along the inner peripheral wall.
At least one of the side walls of the plurality of first protrusions or the side walls of the plurality of second protrusions has a groove that extends in the axial direction of the shaft and is filled with the vibration isolation member. Electric motor.
前記ロータは、シャフトと、前記シャフトに固定された円柱形状の内周側鉄心と、前記内周側鉄心の外周側に前記シャフトを中心に配置された円筒形状の外周側鉄心と、前記外周側鉄心の外周側に配置された複数の永久磁石と、前記内周側鉄心と前記外周側鉄心との間に充填された防振部材とを有し、
前記内周側鉄心は、外周壁から前記外周側鉄心に向かって突出するとともに前記シャフトの軸方向に前記外周壁に沿って延びる複数の第1突起部を備え、
前記外周側鉄心は、内周壁から前記内周側鉄心に向かって突出するとともに前記シャフトの軸方向に前記内周壁に沿って延びる複数の第2突起部を備えた永久磁石電動機であって、
前記複数の第1突起部の側壁および前記複数の第2突起部の側壁に、前記シャフトの軸方向に延び前記防振部材が充填された溝部を有することを特徴とする永久磁石電動機。 A cylindrical stator, and a rotor disposed on the inner peripheral side of the stator,
The rotor includes a shaft, a cylindrical inner peripheral iron core fixed to the shaft, a cylindrical outer peripheral core disposed around the shaft on the outer peripheral side of the inner peripheral core, and the outer peripheral side. A plurality of permanent magnets arranged on the outer peripheral side of the iron core, and a vibration isolating member filled between the inner peripheral side iron core and the outer peripheral side iron core,
The inner peripheral iron core includes a plurality of first protrusions that protrude from the outer peripheral wall toward the outer peripheral iron core and extend in the axial direction of the shaft along the outer peripheral wall.
The outer peripheral side iron core is a permanent magnet electric motor provided with a plurality of second protrusions that protrude from the inner peripheral wall toward the inner peripheral side iron core and extend in the axial direction of the shaft along the inner peripheral wall.
A permanent magnet electric motor comprising grooves on the side walls of the plurality of first protrusions and the side walls of the plurality of second protrusions that extend in the axial direction of the shaft and are filled with the vibration isolation member.
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