JP2020178407A - 回転子ならびに回転子を備えた電動機 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の送風機の一態様は、上記の電動機を具備する。
図1乃至図11は、第1実施形態における電動機1の構成を説明する図である。これらの図に示すように、この永久磁石電動機1は、例えば、ブラシレスDCモータである。この電動機1は、図12に示すような空気調和機の室外機10に搭載される送風ファンを回転駆動するために用いられる。空気調和機の室外機10は、例えば、室外機10のベース101にねじ留めされる底板102と、室外機10の上部に固定される上板103と、電動機1が取り付けられる台座104と、底板102と上板103と台座104とが固定される2本の支柱105とを備える。電動機1は、台座104の中央部にねじ留めされる。
固定子2は、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を有した固定子鉄心21と、インシュレータ22を介してティース部に巻回された巻線23を備えている。この固定子2は、固定子鉄心21の内周面を除いて、樹脂で形成されたモータ外郭6で覆われている。
第1軸受41は、回転子3のシャフト35の一端側(出力側)を支持している。第2軸受42は、回転子3のシャフト35の他端側(反出力側)を支持している。第1軸受41および第2軸受42は、例えば、ボールベアリングが用いられる。
次に、本実施形態における永久磁石電動機1において、図1乃至図11を用いて、本発明に係る回転子3の構造やその作用および効果について説明する。
そこで、本実施形態における永久磁石電動機1では、第1軸受41や第2軸受42に電食が生じないようにするため、図1に示すように、回転子3の一部に絶縁部材33を備えている。以下、回転子3の具体的構成について説明する。
このキー溝(内周側凹部321)が設けられることにより、連結された部材同士(外周側鉄心32と絶縁部材33)の連結強度が向上し、動力の伝達効率を高めることができる。さらに外周側鉄心32には、永久磁石31の位置決めをするために、外周面から外径側に突出する複数(例えば円周方向に10個)の外周側突起322を備えている。
また、換言すれば、抜止部として機能する隔壁323は、内周側凹部321と軸方向で重なる位置に形成されている。これにより、図8〜9に示されるように、抜止部(隔壁323)を、外周側鉄心32の内周面から内径方向に突出させずに済むので、外周側鉄心32と内周側鉄心34の離間距離が小さくなるのを防止することができる。よって、外周側鉄心32と内周側鉄心34との離間距離を確保し、回転子3のインピーダンスを高めることができる。
また、換言すれば、抜止部として機能する隔壁344は、外周側凹部341と軸方向で重なる位置に形成されている。これにより、図8、9に示されるように、抜止部(隔壁344)を、内周側鉄心34の外周面345から外径方向に突出させずに済むので、外周側鉄心32と内周側鉄心34の離間距離が小さくなるのを防止することができる。よって、外種側鉄心32と内周側鉄心34との離間距離を確保し、回転子3のインピーダンスを高めることができる。
さらに、外周側鉄心32と絶縁部材33の間で伝達されるトルクと、絶縁部材33と内周側鉄心34の間で伝達されるトルクは等しいと見做すことができる。そのため、外径側の部材間(外周側鉄心32と絶縁部材33との間の第1係合部)に働くせん断応力τ1よりも、内径側の部材間(内周側鉄心34と絶縁部材33の間の第2係合部)に働くせん断応力τ2の方が、常に大きくなる(すなわち常にτ1<τ2が成り立つ)。そこで、円周方向における第2係合部の個数(内周側鉄心34に形成された外周側凹部341の個数)を、円周方向における第1係合部321、338の個数よりも多くすることで、内径側の部材間に設けられた個々の第1係合部321、338に働くせん断応力を小さくし、絶縁部材33の回り止めをさらに強固にすることができる。
また、この壁部333が設けられることで、壁部333の一端側には第1軸方向穴331の底部33cが形成され、壁部333の他端側には第2軸方向穴332の底部33cが形成されている。そして、絶縁部材33(連結部材)には、第1軸方向穴331と第2軸方向穴332のそれぞれの底部33cから軸方向に沿って内側環状部33iおよび外側環状部33oが形成されている。
これにより、例えば、絶縁性の部材で形成された連結部材よりもインピーダンスが高い空気層を、外周側鉄心32と内周側鉄心34とが径方向に最も近接する、内周面324と外周面345の間に設けることができる。これにより、例えば、径方向の幅が小さい連結部材(絶縁部材33)を有する回転子3の、外周側鉄心32と内周側鉄心34の間のインピーダンスをより高めることができ、軸受の電食の発生をより抑制することができる。
よって、絶縁部材33(電動機1)に生じる振動を抑制することができるので、電動機1が室外機10(送風機)の台座104(図12参照)に固定される際に設けられる、電動機1のモータ外郭6と台座104の間に介在する防振ゴムを設けなくすることもできる。この場合は、電動機1の固定時の部品点数を減らすことができる。
2…固定子
10…室外機
101…ベース
102…底板
103…上板
104…台座
105…支柱
21…固定子鉄心
22…インシュレータ
23…巻線
3…回転子
31…永久磁石
311…永久磁石片
32…外周側鉄心
321…内周側凹部(第1係合部)(係合部の凹部)
323…隔壁(第1抜止部)
33…絶縁部材(連結部材)
331…第1軸方向穴(溝部)
332…第2軸方向穴(溝部)
333…壁部
334…放射状連結部(隔壁)
33i…内側環状部(側壁)
33o…外側環状部(側壁)
33c…底部
33d…端部
338…外周側凸部(第1係合部)(係合部の凸部)
339…内周側凸部(第2係合部)(係合部の凸部)
34…内周側鉄心
341…外周側凹部(第2係合部)(係合部の凹部)
343…貫通孔
344…隔壁(第2抜止部)
35…シャフト
41…第1軸受
42…第2軸受
51…第1ブラケット
511…第1軸受収容部
512…フランジ部
52…第2ブラケット
520…外縁部
522…第2軸受収容部
O…中心軸
Claims (8)
- 外周側鉄心と、内周側鉄心と、前記外周側鉄心と前記内周側鉄心とを連結する絶縁性の連結部材とを備え、
前記連結部材には、環状に配置された複数の溝部が形成され、
前記外周側鉄心には、当該外周側鉄心の内周面から外径方向に凹む複数の内周側凹部が形成され、
前記内周側鉄心には、当該内周側鉄心の外周面から内径方向に凹む複数の外周側凹部が形成され、
前記溝部は、前記外周側鉄心の内周面よりも内径側となる位置であり、かつ、前記内周側鉄心の外周面よりも外径側である位置に配置される
回転子。 - 請求項1に記載の回転子であって、
前記連結部材は、外側環状部と、内側環状部と、前記外側環状部および前記内側環状部を連結する複数の放射状連結部とを有し、
前記溝部は、円周方向に隣り合う前記放射状連結部同士の間に配置される
回転子。 - 請求項2に記載の回転子であって、
前記放射状連結部の少なくとも1つは、径方向において前記内周側凹部と前記外周側凹部と対応する位置に形成されている
回転子。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の回転子であって、
前記内周側凹部と軸方向で重なる位置には、前記外周側鉄心に対する前記連結部材の抜け止めを行う第1抜止部が形成され、前記外周側凹部と軸方向で重なる位置には、前記内周側鉄心に対する前記連結部材の抜け止めを行う第2抜止部が形成される
回転子。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の回転子であって、
円周方向における前記外周側凹部の個数は、円周方向における前記内周側凹部の個数より多い
回転子。 - 請求項2または3に記載の回転子であって、
前記連結部材は、前記外周側鉄心および前記内周側鉄心の軸方向の両端面の一部を覆っており、
前記外側環状部、前記内側環状部および前記放射状連結部の前記軸方向のそれぞれの端面は、面一に形成される
回転子。 - 請求項1〜6のいずれ1項に記載の回転子であって、
前記連結部材は、ポリプロピレン(PP)またはエチレンプロピレンゴム(EPDM)で形成される
回転子。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の回転子と、前記回転子の外径側に配置される固定子とを備える
電動機。
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