JP2910222B2

JP2910222B2 - 電動機

Info

Publication number: JP2910222B2
Application number: JP29655790A
Authority: JP
Inventors: 譲次越智
Original assignee: Daikin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1990-10-31
Filing date: 1990-10-31
Publication date: 1999-06-23
Anticipated expiration: 2014-06-23
Also published as: JPH04168942A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、例えば空気調和機の室内機に内装される
クロスフローファン等を駆動するための電動機に関する
ものである。

（従来の技術）近年、空気調和機の室内機においては、内装するクロ
スフローファンを駆動するための電動機として、直流ブ
ラシレスモータ形式の電動機を採用することにより、装
置の小形化を図る試みがなされている。その具体例が例
えば特開昭64−41696号公報に記載されており、その装
置においては、略カップ状の回転子のケーシング内に周
状に永久磁石を配設すると共に、上記ケーシングをファ
ンロータの一方の側板に防振ゴムを介して連結してい
る。一方、軸心に直交する垂直面を有するエンドブラケ
ットを設け、このエンドブラケットを室内機のフレーム
に固定すると共に、このエンドブラケットに一端が固定
された固定軸の中途部に、複数の突極が径方向外方に放
射状に延びる構造の固定子を固着し、さらにこの固定軸
の先端側で上記回転子を回転自在に支持すると共に、回
転子側の永久磁石が上記固定子の外周を囲う位置に位置
する構成となされている。

ところで上記構成の電動機での回転駆動時には、永久
磁石における周方向に隣合う異極の境界点と、固定子の
突極との相対位置の変化に応じて、永久磁石と固定子と
の間の吸引力が増減する。この変動する力によって、回
転子にコギングによる回転むらが生じると同時に、固定
子に振動を生じ、この振動が固定軸を介して室内機のフ
レームに伝播することとなって、装置全体の振動や騒音
が発生するという問題がある。

そこで本出願人は、先の出願（特願平１−211931号）
において、固定軸と固定子との間に防振ゴムを介装した
電動機を提案し、これにより装置振動や騒音の発生の低
減を図っている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら固定軸と固定子との間に防振ゴムを介装
する従来の構造では、防振ゴムが変形し易いものである
ために、固定軸に対する防振ゴムの取付け作業や、防振
ゴムに対する固定子の取付け作業が容易には行い難く、
そのため組立作業に多くの手数を要するという問題があ
る。特に、上記組立作業に際しては、ホール素子等に対
する固定子の相対位置を正確に設定する必要がある訳で
あるが、防振ゴムの変形に起因して、上記固定子の位置
設定作業に多くの手数を要することになっている。

この発明は上記従来の欠点を解決するためになされた
ものであって、その目的は、騒音や振動を抑制しながら
も、その組立性の改善された電動機を提供することにあ
る。

（課題を解決するための手段）そこで第１請求項記載の電動機は、固定子５を支持す
る固定軸４の外周部に軸方向に延びる係合突条41を形成
する一方、上記固定軸４よりも軟質材料製の固定管56の
外周部に防振部材53を介して固定子５を装着し、上記固
定管56を上記固定軸４の外周部に圧入することによって
その内周部を上記係合突条41で変形させ、これにより固
定管56を固定軸４に装着することを特徴としている。

また第２請求項記載の電動機は、上記固定軸４の基部
側に間座45を配置する一方、上記固定管56の反圧入端側
にフランジ58を周設し、上記間座45とフランジ58とで上
記防振部材53をその両側から挟持すべく構成したことを
特徴としている。

さらに第３請求項記載の電動機は、上記固定管56、防
振部材53、固定子５のそれぞれの間が、軸方向に延びる
凹凸部の嵌合構造によって径方向トルクを伝達可能に連
結されており、上記固定管56と防振部材53との連結部5
5、57と、上記防振部材53と固定子５との連結部22、23
とが、相互に位相を持たせて配置されていることを特徴
としている。

またさらに第４請求項記載の電動機は、上記固定管56
と防振部材53との連結部55、57が１個所だけ設けられ、
また上記防振部材53と固定子５との連結部22、23が、上
記連結部55、57とは周方向反対側の位置に１個所だけ設
けられていることを特徴としている。

第５請求項記載の電動機は、上記固定管56は、上記固
定軸４の基端側に位置部分56aと、それよりも先端側に
位置する部分56bとに分割構成され、各分割された固定
管56a、56bは、防振部材53の両端面側でのみ防振部材53
に連結されていることを特徴としている。

第６請求項記載の電動機は、上記防振部材53には、吸
振性能向上のために軸方向に延びる透孔59が開設されて
いることを特徴としている。

（作用）上記第１請求項記載の電動機では、防振部材53を介し
て固定子５を装着した固定管56を、固定軸４に圧入する
だけで組立作業が行える。そしてこの圧入の際に、固定
子５の相対回転位置を定めておけばよい訳で、この相対
位置が従来のように防振部材53の弾性変位によって変位
してしまうことはない。

また第２請求項記載の電動機では、防振部材53の回転
方向変位は許容しつつも、軸方向支持力を増大して軸方
向変位を規制し得ることから、防振、防音効果を向上し
得る。

さらに第３請求項記載の電動機では、防振部材53の固
定管56側の連結部55と、固定子５側の連結部22との間の
距離、つまりトルク伝達経路が長くなり、防振、防音効
果を向上し得る。

またさらに第４請求項記載の電動機では、上記トルク
伝達経路を第３請求項の場合よりもさらに長く取れるこ
とになる。

第５請求項記載の電動機では、固定軸４に圧入される
固定管56a、56bが、防振部材53の軸方向厚さよりも短寸
でよいことになり、この結果、防振部材53においては、
固定管56a、56bの配置されていない部分で、その分だけ
径方向内方へと厚肉化し得ることになり、防振、防音効
果が向上する。

またさらに第６請求項記載の電動機では、防振部材53
の軸方向への変形能をほとんど変化させず、径方向への
変形能を向上し得ることから、特にコギング振動等の抑
制に効果的である。

（実施例）次にこの発明の電動機の具体的な実施例について、図
面を参照しつつ詳細に説明する。

第１図は空気調和機の室内機におけるファン装置、詳
しくはクロスフローファンのファンロータ１の一方の側
板（以下、右側板という）２側の構成を示している。

３はエンドブラケットで、面板部31と、その面板部31
の外周縁から前方に延びた筒状部32とが板金加工で作ら
れている。

４は固定軸で、この固定軸４は、第２図に示すよう
に、軸方向に延びる複数の係合突条41がローレット加工
等によって形成された係合部42と、係合部42からさらに
先端側に延びる支持部43と、係合部42の基部に形成され
た鍔部44とを有している。そして鍔部44から図中右側へ
の突出部分46が上記面板部31の中心孔内に嵌入されると
共に、上記鍔部44がスポット溶接等によって面板部31に
固着されている。

５は固定子であるが、この固定子５は、粉体塗装等で
電気的に絶縁された鉄心51に、巻線52を装着したもので
ある。そしてこの固定子５は、固定管56に防振ゴム（防
振部材）53を介して取着され、この固定管56が上記固定
軸５の係合部42に装着されている。

上記固定管56を第３図、第3A図及び第3B図に示すが、
この固定管56は、上記固定軸４よりも軟質な材料、例え
ばアルミニウム合金等によって形成されたものであっ
て、その一端部に径方向外方に延びるフランジ部58を有
する筒状のものである。そして上記筒状部の外周には、
軸方向に延びるキー部57が一体的に形成されている。

また上記防振ゴム53は、第４図及び第4A図に示すよう
に、概略環状のもので、その一端側にはフランジ部21が
設けられると共に、中心孔54には軸方向に延びるキー溝
55が形成され、さらにその外周部には軸方向に延びるキ
ー部22が一体成形されている。

上記固定子５の固定軸４への取付手順は次の通りであ
る。まず固定管56の外周部に防振ゴム53を取付ける。こ
の際、防振ゴム53の中心孔54内に固定管56を挿入すると
共に、防振ゴム53のキー溝55内に、固定管56のキー部57
を挿入する。次いで防振ゴム53の外周部に固定子５を取
付ける。この際、固定子５に設けたキー溝23内に上記防
振ゴム53のキー部22を挿入する。そしてさらに上記固定
管56の先端部に、第５図、第5A図に示すような固定子防
振ゴム24を挿入し、この状態で上記固定管56を固定軸４
に圧入する。そうすると固定管56は、その内周面が上記
係合突条41によって塑性変形しながら圧入されることと
なり、これにより固定管56、防振ゴム53を介しての固定
子５の取付けが行えることになる。この圧入作業は、第
１図に示すように、固定管56の先端部がやや変形する程
度まで行うが、この状態では上記防振ゴム53及び固定子
防振ゴム24は、上記固定軸４の鍔部44と、固定管56のフ
ランジ部58との間で、軸方向に押圧、挟持されることと
なり、また固定子５は、防振ゴム53のフランジ部21と固
定子防振ゴム24との間に軸方向支持される。

上記固定管56を固定軸４に圧入するときには、所定の
治具を用いてホール素子Ｈ等との相対位置関係を正確に
設定しておくのが好ましく、そうすることによって運転
効率を向上し得ることになる。

一方、第１図において、６は回転子である。回転子６
は取付板部61の外周縁に筒状部62を延設したもので、取
付板部61の中央に内側に突き出たボス部63が形成され、
筒状部62における周方向の複数箇所には、軸心方向２列
に亘って小孔64、65が開設されている。上記ボス部63に
は軸受66が嵌入されており、その軸受66が、固定軸４の
支持部43に、上記固定管56に当たる状態で嵌め込まれて
いる。そして上記筒状部62が、エンドブラケット３の筒
状部32で囲まれた回転子収容空間に収容されている。

回転子６における筒状部62の内面に、マグネット67が
設けられているのに対し、筒状部62の外面にヨーク68が
重なり合って嵌合されている。ヨーク68には、筒状部62
の小孔64、65と重なり合った切欠部69aと小孔69とが形
成されている。上記マグネット67は、上記切欠部69a及
び小孔69の内部に延びて、その延出部分67a、67bがヨー
ク68の外側に露出している。

このマグネット67は延出部分67a、67bを含めて圧縮成
形されたものであり、しかも圧縮成形を行うときに同時
に回転子６に組付けられたものである。すなわち、回転
子６の筒状部62にヨーク68を嵌合してボンドマグネット
成形型に入れ、磁性材料にバインダを混入したマグネッ
ト材料を成形型に入れて圧縮成形を行い、加熱して硬化
させたものであり、この圧縮成形時にマグネット材料が
小孔64、65及び切欠部69a、小孔69に充填される。

このようにすると、マグネット67やその延出部分67
a、67bを形成することによって、それらと筒状部62、ヨ
ーク68、スペーサ68aとが相互に固定されるようにな
り、マグネット67の製造と、ヨーク68などの部品の固定
が単一の工程で確実に行われて、工数の削減とマグネッ
ト67の取付不良によるコギング抑制とが同時に行われる
という利点がある。磁性材料としてネオジウムやボロン
などの希土類系の物質を用い、バインダとして粉末エポ
キシ樹脂を用いると強力なマグネットが得られるため、
そうすることによってマグネット67の厚みを薄くするこ
とができるようになるので、それだけ小型化を達成しや
すくなる。またバインダに粉末エポキシ樹脂を用いるこ
とにより、従来汎用されている液体バインダを用いる場
合に比べて、硬化温度が少し高くなるだけであるにもか
かわらず、液体バインダと同じ使用量で性能のよいマグ
ネットを製造することができるので、材料が無駄になら
ず、作業時間が大幅に短縮できるという利点がある。

回転子６の取付板部61に、継手ボス70のフランジ部71
が、リベット72で固着されている。リベット72の代わり
にスポット溶接で固着してもよい。そして継手ボス70内
に、さらに他の軸受73が配置されている。なお74は波ワ
ッシャ、75は間座である。上記継手ボス70とファンロー
タ１とは防振ゴムを用いたフレキシブルジョイント76を
介して連結されている。

エンドブラケット３の面板部31の後面側には、駆動回
路やホール素子Ｈを搭載した基板（駆動回路基板）８が
配備され、その基板８の適所がクリップ81を用いて上記
面板部31に取付けられている。

上記した電動機においては、固定子５から固定軸４へ
と伝播する振動は、この間に介装されている防振ゴム53
で減衰されるので、装置全体の振動を低減し得る。また
上記実施例においては、固定管56に防振ゴム53を介して
固定子５を固定しておき、これを固定軸４に圧入すると
いう組立工程を採用していることから、従来のように、
組立途中における防振ゴムの変位に起因する固定子５の
周方向位置ずれという不具合を解消でき、簡単な作業で
精度の良い組立作業を行うことが可能になる。

第６図に第２実施例を示す。これは、固定軸４の鍔部
44と固定子防振ゴム24との間に、金属製又は合成樹脂製
の間座45を介設した点を特徴とするものである。この場
合、固定子防振ゴム24は平板状のものを使用し、また間
座45は、第７図及び第7A図に示す形状のものを使用す
る。なお他の部分の構造は第１実施例と同様であるた
め、同一部分を同一符号で示してその説明を省略する
（この点は、以下の各実施例においても同様である）。

この実施例では、間座45を使用していることから、防
振ゴム53と固定子防振ゴム24との軸方向挟持力を向上し
て軸方向変位を防止しながらも、回転方向変位は許容し
ているので、防振、防音効果を一段と向上し得る。殊に
間座45を、摩擦係数の小さい合成樹脂で形成した場合に
は、防振ゴム53や固定子防振ゴム24の回転変位が生じ易
くなり、第１実施例よりも吸振性能が向上する。

第８図に第３実施例を示す。これは固定子５の鉄心51
の構成態様、及び固定管56、防振ゴム53、固定子５の連
結態様に特徴を有するものであり、以下その点について
説明する。まずこの実施例において使用する鉄心51は、
第９図及び第9A図に示す形状に打抜かれた平板状のもの
を、所定枚数だけ積層して構成される。そして各平板25
には、第10図、第10A図及び第10B図に示すような、平面
視矩形の打抜凹陥部26が形成されており、この打抜凹陥
部26を上下方向に嵌合させながら平板25を積層すること
によって鉄心51を構成する。この場合、第９図に示すよ
うに、上記打抜凹陥部26の位置と、キー溝23とが交互に
60゜の位相を持たせて等間隔に配置されている。これは
打抜凹陥部26やキー溝23の形成による鉄心51内での磁路
変化を、できるだけバランスのとれたものにするための
対策であり、このようにすると磁路バランスの向上によ
る運転効率の向上という利点が生じる。

また防振ゴム53は、第11図、第11A図及び第12図、第1
2A図にそれぞれ示すように軸方向に２つの部分53a、53b
に分割構成されている。そして各部分53a、53bにおいて
は、キー部22とキー溝55とが、交互に60゜の位相でもっ
て配置されている。すなわち、固定子５からの振動は、
固定子５からキー部22を介して防振ゴム53a、53bに伝達
され、次いで防振ゴム53a、53bのキー溝55を経て固定軸
４へと伝達される訳であるが、この振動に対し、できる
だけトルク伝達経路を長くすることによって防振効果を
向上しているのである。

ところでマグネット67を構成する磁性材料としてネオ
ジウムやボロン等の希土類系の材料を採用すれば、装置
全体を小形化し得る利点の生ずるのは前述の通りである
が、このような磁性材料を使用すれば、防振効果を向上
し得るという利点も生じる。つまりそれは、装置外径を
従来と同一にするという観点に立てば、マグネット67を
薄形化し得る分だけ固定子５の外径を大にし得ることに
なり、結果として防振ゴム53の径大化が図れるためであ
る。

第13図に第４実施例を示す。これは、固定管56、防振
ゴム53、固定子５の連結態様、及び回転子６とファンロ
ータ１の側板２との連結構造に特徴を有するものであ
る。まずこの場合、前記実施例と同様に、第14図、第14
A図及び第15図、第15A図に示すように防振ゴム53が２つ
の部分53a、53bに分割構成されている。そして各防振ゴ
ム53a、53bにおいては、キー部22とキー溝55とが１個所
ずつ、180゜の位相でもって設けられている。これは固
定子５側からのトルク伝達経路を前記実施例よりもさら
に長くするための構造である。

またこの実施例では、第13図のように、回転子６に取
付けた継手ボス70に、軸方向に延びる２つのキー溝28を
設ける一方、防振ゴム製のフレキシブルジョイント76の
中央孔内面に２つの突起30を設け、この突起30を上記キ
ー溝28内にキー状に嵌入することで両者を連結し、回転
子６の回転をファンロータ１に伝達し得るようにしてあ
る。この場合、フレキシブルジョイント76の側面と、回
転子６の取付板部61との間が接触しないように所定の間
隙を設けておくことが重要である。つまりコギングによ
る速度変化は、軸心部から径方向外方へと離れる程、大
きくなるため、フレキシブルジョイント76の側面と、回
転子６の取付板部61とが接触する構造であると、フレキ
シブルジョイント76に対して速度変化の大きくなったコ
ギングが伝達されてしまうことになるため、上記のよう
な非接触構造を採用して低振動、低騒音化を図っている
のである。

第16図に第５実施例を示す。これは固定管56の形状、
及びこの固定管56と防振ゴム53との連結構造に特徴を有
するものである。第17図、第17A図及び第18図、第18A図
に示すように、固定管56は軸方向に分割構成されると共
に、各分割固定管56a、56bには、軸方向に延びる係合爪
片38が、等間隔、３箇所に立設されている。一方、防振
ゴム53は、第19図、第19A図、第19B図及び第20図、第20
A図、第20B図に示すように前記実施例同様に２つに分割
構成され、各分割体53a、53bの側面側に、それぞれ上記
係合爪片38の嵌入し得る係合溝39が形成されている。こ
の実施例においては、第16図からも明らかなように、防
振ゴム53は、その両側面の近傍でのみ上記分割固定管56
a、56bに支持され、その軸方向中央部では、固定管56の
存在しない分だけ肉厚に構成可能である。したがって吸
振性能を向上し得ることになる。

第21図、第21A図、第22図、第22A図、第23図、第23A
図、第24図及び第24A図には、防振ゴム53の変更例を示
す。これは分割された各防振ゴム53a、53bに、軸方向に
延びる複数の透孔59を穿設し、これにより吸振性能の向
上を図ったものである。この場合、軸方向の変形能は上
記各実施例の場合と略同等であり、径方向への変形能の
みが向上されることから、特にコギング振動等の抑制に
効果的である。

（発明の効果）以上のように第１請求項記載の電動機では、防振部材
を介して固定子を装着した固定管を固定軸に圧入するだ
けの簡単な作業で組立作業が行えることになるが、この
圧入の際に、固定子の相対回転位置を定めておけばよ
く、この相対位置が従来のように防振部材の弾性変位に
よって変位してしまうことはないので、組立作業の容易
化、及び組立精度の向上という利点が生じる。

また第２請求項記載の電動機では、防振部材の回転方
向変位は許容しつつも、軸方向支持力を増大して軸方向
変位を規制し得ることから、防振部材による防振、防音
効果を向上し得ることになる。

さらに第３請求項記載の電動機では、防振部材の固定
管側の連結部と、固定子側の連結部との間の距離、つま
りトルク伝達経路が長くなるようにしてあることから、
防振、防音効果をさらに向上し得る。

またさらに第４請求項記載の電動機では、上記トルク
伝達経路を一段と長く取れることになり、一段の低振動
化、低騒音化が可能となる。

第５請求項記載の電動機では、固定軸に圧入される固
定管が、防振部材の軸方向厚さよりも短寸でよいことに
なり、この結果、防振部材においては、固定管の配置さ
れていない部分で、その分だけ径方向内方へと厚肉化し
得ることになり、これによっても防振、防音効果が向上
する。

またさらに第６請求項記載の電動機では、防振部材の
軸方向への変形能をほとんど変化させず、径方向への変
形能を向上し得ることから、特にコギング振動等の抑制
に効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の電動機の第１実施例の中央縦断面
図、第２図は上記固定軸の平面図、第３図は上記固定管の平面図、第3A図は第３図のＡ−Ａ断面図、第3B図は上記固定管の正面図、第４図は上記防振ゴムの平面図、第4A図は第４図のＡ−Ａ断面図、第５図は上記固定子防振ゴムの平面図、第5A図は第５図のＡ−Ａ断面図、第６図は電動機の第２実施例の中央縦断面図、第７図は上記間座の平面図、第7A図は第７図のＡ−Ａ断面図、第８図は電動機の第３実施例の中央縦断面図、第９図は上記固定子鉄心の構成板材の平面図、第9A図は第９図のＡ−Ａ断面図、第10図は上記構成板材における打抜凹陥部の平面図、第10A図は第10図のＡ−Ａ断面図、第10B図は第10図のＢ−Ｂ断面図、第11図は上記一方の防振ゴムの平面図、第11A図は第11図のＡ−Ａ断面図、第12図は上記他方の防振ゴムの平面図、第12A図は第12図のＡ−Ａ断面図、第13図は電動機の第４実施例の中央縦断面図、第14図は上記一方の防振ゴムの平面図、第14A図は第14図のＡ−Ａ断面図、第15図は上記他方の防振ゴムの平面図、第15A図は第15図のＡ−Ａ断面図、第16図は電動機の第５実施例の中央縦断面図、第17図は分割固定管の一方の平面図、第17A図は第17図のＡ−Ａ断面図、第18図は分割固定管の他方の平面図、第18A図は第18図のＡ−Ａ断面図、第19図は上記一方の防振ゴムの平面図、第19A図は第19図のＡ−Ａ断面図、第19B図は上記一方の防振ゴムの底面図、第20図は上記他方の防振ゴムの平面図、第20A図は第20図のＡ−Ａ断面図、第20B図は上記他方の防振ゴムの底面図、第21図は防振ゴムの変更例の平面図、第21A図は第21図のＡ−Ａ断面図、第22図は防振ゴムの変更例の平面図、第22A図は第22図のＡ−Ａ断面図、第23図は防振ゴムの他の変更例の平面図、第23A図は第23図のＡ−Ａ断面図、第24図は防振ゴムの他の変更例の平面図、第24A図は第24図のＡ−Ａ断面図である。４……固定軸、５……固定子、22、57……キー部、23、
55……キー溝、41……係合突条、45……間座、53……防
振ゴム、56……固定管、56a、56b……分割固定管、58…
…フランジ部、59……透孔。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】固定子（５）を支持する固定軸（４）の外
周部に軸方向に延びる係合突条（41）を形成する一方、
上記固定軸（４）よりも軟質材料製の固定管（56）の外
周部に防振部材（53）を介して固定子（５）を装着し、
上記固定管（56）を上記固定軸（４）の外周部に圧入す
ることによってその内周部を上記係合突条（41）で変形
させ、これにより固定管（56）を固定軸（４）に装着す
ることを特徴とする電動機。
【請求項２】上記固定軸（４）の基部側に間座（45）を
配置する一方、上記固定管（56）の反圧入端側にフラン
ジ（58）を周設し、上記間座（45）とフランジ（58）と
で上記防振部材（53）をその両側から挟持すべく構成し
たことを特徴とする第１請求項記載の電動機。
【請求項３】上記固定管（56）、防振部材（53）、固定
子（５）のそれぞれの間が、軸方向に延びる凹凸部の嵌
合構造によって径方向トルクを伝達可能に連結されてお
り、上記固定管（56）と防振部材（53）との連結部（5
5）（57）と、上記防振部材（53）と固定子（５）との
連結部（22）（23）とが、交互に位相を持たせて配置さ
れていることを特徴とする第１請求項記載の電動機。
【請求項４】上記固定管（56）と防振部材（53）との連
結部（55）（57）が１個所だけ設けられ、また上記防振
部材（53）と固定子（５）との連結部（22）（23）が、
上記連結部（55）（57）とは周方向反対側の位置に１個
所だけ設けられていることを特徴とする第３請求項記載
の電動機。
【請求項５】上記固定管（56）は、上記固定軸（４）の
基端側に位置する部分（56a）と、それよりも先端側に
位置する部分（56b）とに分割構成され、各分割された
固定管（56a）（56b）は、防振部材（53）の両端面側で
のみ防振部材（53）に連結されていることを特徴とする
第１請求項記載の電動機。
【請求項６】上記防振部材（53）には、吸振性能向上の
ために軸方向に延びる透孔（59）が開設されていること
を特徴とする第１請求項記載の電動機。