JP3689877B2 - Permanent magnet motor rotor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機の防振構造に関するものであり、特にエアコン等に使用される永久磁石電動機の回転子の防振装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
回転子を回転駆動する際、永久磁石の磁界によって、回転子を一定の位置に保持しょうとするいわゆるコギングトルクが発生し、軸及び永久磁石間に捩りを伴う共振が発生する問題がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、永久磁石電動機の回転子において、回転子構造を工夫することにより、電動機から発生する振動を低減するものであり、信頼性、防振性に優れる回転子を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明の永久磁石電動機の回転子は、外周部に配した永久磁石と、中心部に設けられた軸を固定する回転子鉄心と、前記永久磁石と前記回転子鉄心との間の空隙部に略対応するように相互に突き合せるように挿入した2個の緩衝部材と、を備えた永久磁石電動機の回転子であって、
前記緩衝部材は前記永久磁石の内輪側に設けた段差部と前記回転子鉄心のそれぞれの端面に固定するための保持部及び該永久磁石と該回転子鉄心との間の前記空隙部に挿入するための挿入部との2つの部分から構成されており、前記2つの緩衝部材の挿入部を接合した寸法を前記永久磁石の内輪側及び前記回転子鉄心積厚寸法より長くすることにより、該緩衝部材の保持部と該永久磁石の内輪側及び該回転子鉄心のそれぞれの端面との間に隙間を設けた。
【0005】
本発明の永久磁石電動機の回転子は、前記2個の緩衝部材の端面をそれぞれ押えて保持する、2つの押え板を備え得る。
【0006】
本発明の永久磁石電動機の回転子は、前記永久磁石の内輪側および前記回転子鉄心の外輪側の形状をそれぞれ複数の凸部を有する形状とし、前記緩衝部材の挿入部分の形状を、該永久磁石の内輪側及び該回転子鉄心の外輪側に設けた凸部と略対応するように外周部と内周部に凹部を設ける形状とした。
【0007】
本発明の永久磁石電動機の回転子は、前記緩衝部材の挿入部分の寸法を前記永久磁石の内径より外径を小さくし、前記回転子鉄心の外径より内径を大きくし得る。
。
【0008】
本発明の永久磁石電動機の回転子は、前記押え板と接する前記緩衝部材の端面には複数の溝を設けた形状としてもよい。
【0009】
本発明の永久磁石電動機の回転子は、上記複数の溝の幅形状を中心部を狭く、外周部に行くにつれ拡大されていく放射状としてもよい。
【0010】
【発明の効果】
本発明の永久磁石電動機の回転子は、2つの緩衝部材4を永久磁石1と回転子鉄心2間に挿入する。この際発生する隙間6は、2つの緩衝部材4の挿入部4Bを接合した寸法を永久磁石の内輪側1A及び回転子鉄心2積厚寸法より長くすることにより、緩衝部材の保持部の外周側4Eと永久磁石の内輪側1Aの段差部1Bとまた緩衝部材の保持部の内周側4Fと回転子鉄心2のそれぞれの端面との間に設けられる。この隙間6を設けたので、押え板5を緩衝部材4に当接させて図2に示すように止め具7にて固定する際、図8に図示のように押え板5を両側から矢印方向に圧縮すると、最初に2つの緩衝部材の接合面9に力が加わり、反動として緩衝部材4は膨らんで前述の隙間6を塞ぐ状態となる。またこれと同時に、押え板5に圧縮力を加えると緩衝部材の保持部4Aと永久磁石の内輪側1Aと回転子鉄心2との端面の隙間6も塞ぐ状態となる。
【0011】
その結果、電動機を回転駆動すると永久磁石1の回転力に脈動を生じさせるようなコギングトルクが発生しこのコギングトルクによって永久磁石1に回転むらが生じるが、この永久磁石の回転むらは緩衝部材4の緩衝作用によって軸には振動が伝わらない状態となる。しかも、緩衝部材4と永久磁石1及び回転子鉄心2との接合部には押え板5を固定する前は隙間6がある状態のため、緩衝部材4の挿入がやりやすく防振効果に優れている。
【0012】
また、緩衝部材4の前述の押え板との当り面には複数の溝4Gを設けた形状としているた め、永久磁石1で発生したコギングトルク等と軸3先端に接続されているファン(図示せず)との共振を防止することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。図1は本発明の永久磁石電動機の回転子の押え板にて防振ゴムや熱可塑性樹脂であるエラストマ−等の緩衝部材を固定する前の縦断面図であり、図2は本発明の永久磁石電動機の回転子の押え板にて緩衝部材を固定後の縦断面図であり、図3は図2のX−X線に沿う断面図であり、図4は本発明の永久磁石、回転子鉄心、緩衝部材、押え板の各部品の結合前の分解図である。各図において、それぞれ1は回転子の外周部分に配する永久磁石であり、2は軸3に固定する回転子鉄心であり、4はこれら2つの部品を連結する緩衝部材であり、5は防振ゴム等の緩衝部材を両端より挟みつけて固定する押え板である。
【0014】
図で示すように、緩衝部材4は永久磁石の内輪側1Aに設けた段差部1Bと回転子鉄心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と回転子鉄心2との間の隙間6に挿入するための挿入部4Bとの2つの部分から構成されており、この緩衝部材4の挿入部分4Bの形状を永久磁石の内輪側に設けた凸部1C及び回転子鉄心の外輪側に設けた凸部2Aと略対応するように外周部と内周部に凹部4Cを設ける。
【0015】
そして、緩衝部材の挿入部4Bの寸法を永久磁石1の内径より外径を小さく、また、回転子鉄心2の外径より内径を大きくして、緩衝部材4と永久磁石1と回転子鉄心2との間に隙間6を設ける。この隙間6は押え板5を緩衝部材4に当接させて止め具7を緩衝部材4に設けた貫通穴4Dに挿入してプッシュナット等の固定具8にて固定する際重要となる。
【0016】
次に図4の部品の分解図に基づいて回転子の組立手順について説明する。中央部に軸(図示せず)を固定した回転子鉄心2の外周部に設けた凸部2Aを緩衝部材4の内周部に設けた凹部4Cにはめ込んで、さらに、この2つの部品を結合した状態で緩衝部材4の外周部に設けた凹部4Cを永久磁石1の内輪側に設けた図3に示すように凸部1Cにはめ込んで、さらに、もう一方の緩衝部材4も同様に永久磁石1と回転子鉄心2の間にはめ込んで、緩衝部材の保持部4Aと永久磁石の内輪側1Aに設けた段差部1Bと回転子鉄心2のそれぞれの端面との間に両側ともに隙間を設ける。さらに、2つの緩衝部材4を挾持するように両側より押え板5を当接し、図2に示すように止め具7にて固定する。
【0017】
図5は本発明の永久磁石と回転子鉄心間に緩衝部材をはめ込み、緩衝部材に押え板を固定前の要部断面図であり、図6は図5の状態にさらに緩衝部材に押え板を当接して両側より矢印方向に力を加えた固定後の要部断面図である。図5に図示のように2つの緩衝部材の挿入部分を接合した寸法を永久磁石の内輪側及び回転子鉄心積厚寸法とほぼ同等とし、緩衝部材の保持部の外周側4Eと永久磁石の内輪側の段差部1Bとまた緩衝部材の保持部の内周側4Fと回転子鉄心2のそれぞれの端面とは当接状態で保持する構成とする。
【0018】
図5の状態で図6のように押え板5を両側より矢印方向に圧縮すると、2つの緩衝部材4が当接する接合面9には殆ど力が加わらず図6に図示のように緩衝部材の保持部4Aと永久磁石1と回転子鉄心2との接触面に圧縮力が加わり、緩衝部材の保持部4Aの緩衝作業によって軸には振動が伝わらない状態となる。
【0019】
しかし、緩衝部材4と永久磁石1及び回転子鉄心2との接合部に隙間がないため、挿入がしずらく、また、2つの緩衝部材の当接部の圧縮力が弱いため、緩衝部材の保持部の外周部4Eと内周部4Fに圧縮力が加わり次に説明する図7、図8に比べて防振効果が弱い。
【0020】
図7、図8はそれぞれ図5、図6を改良したもので、図7は本発明の永久磁石と回転子鉄心間に緩衝部材をはめ込み、緩衝部材に押え板を固定前の要部断面図であり、図8は図7の状態にさらに緩衝部材に押え板を当接して両側より矢印方向に力を加えた固定後の要部断面図である。
【0021】
図7に図示のように2つの緩衝部材4を永久磁石1と回転子鉄心2間に挿入した際発生する隙間6は、押え板5を矢印方向に圧縮した際緩衝部材が膨らんで合致する隙間とし、また、2つの緩衝部材4の挿入部4Bを接合した寸法を永久磁石の内輪側1A及び回転子鉄心2積厚寸法より長くすることにより、緩衝部材の保持部の外周側4Eと永久磁石の内輪側1Aの段差部1Bとまた緩衝部材の保持部の内周側4Fと回転子鉄心2のそれぞれの端面との間に隙間6を設ける。この隙間6を設けたことにより、押え板5を緩衝部材4に当接させて図2に示すように止め具7にて固定する際、図8に図示のように押え板5を両側から矢印方向に圧縮すると、最初に2つの緩衝部材の接合面9に力が加わり、反動として緩衝部材4は膨らんで前述の隙間6を塞ぐ状態となるとともに、さらに、押え板5に圧縮力を加えると緩衝部材の保持部4Aと永久磁石の内輪側1Aと回転子鉄心2との端面の隙間6も塞ぐ状態となる。
【0022】
その結果、電動機を回転駆動すると永久磁石1の回転力に脈動を生じさせるようなコギングトルクが発生しこのコギングトルクによって永久磁石1に回転むらが生じるが、この永久磁石の回転むらは緩衝部材4の緩衝作用によって軸には振動が伝わらない状態となる。しかも、緩衝部材4と永久磁石1及び回転子鉄心2との接合部には押え板5を固定する前は隙間6がある状態のため、緩衝部材4の挿入がやりやすく防振効果に優れている。
【0023】
図9、図10はそれぞれ緩衝部材の側面図と底面図であり、図11、図12はそれぞれ図9のY−Y線に沿う断面図と図11のZ−Z線に沿う断面図である。緩衝部材は図10及び図11に図示するように永久磁石の内輪側に設けた凸部1Cと回転子鉄心の外輪側に設けた凸部2Aにそれぞれはめ込むように緩衝部材の外周部と内周部に設けた凹部4Cにはめ合わせる構成とするとともに、図9〜図12に図示するように緩衝部材の保持部の外周側4Eは永久磁石の内輪側の段差部1Dに当接し、一方緩衝部材の保持部の内周側4Fは回転子鉄心2の端面に当接する構成とする。
【0024】
また、図9及び図11で図示するように、緩衝部材4の前述の押え板との当り面には複数の溝4Gを設けた形状としているため、永久磁石1で発生したコギングトルク等と軸3先端に接続されているファン(図示せず)との共振を防止することができる。つまり、軸と永久磁石間で振動の縁切りをして防振効果を得ている。
【0025】
しかし、前述の押え板で両側から強く圧縮すると押え板を通して振動が前述の永久磁石から軸に伝わってしまう。本発明ではこの現象を抑えるために図9、図11のように緩衝部材4の押え板と接触する面に溝4Gを設けて接触面積を減らして振動が伝わり難くするとともに、振動は回転方向なので、緩衝部材の溝4Gの幅形状を中心部を狭く、外周部に行くにつれ拡大されていく放射状とした。
【0026】
また、単に接触面積を減らしているだけではなく、緩衝部材の保持部4Aの押え板との当り面には交互に溝と突起部4Hとを設け、この突起部4Hの倒れにより振動が伝わりにくい構成となっている。
【0027】
図13は電動機の回転時に緩衝部材4と押え板5との動作状況を説明するための図であり、回転子を回転駆動する際、永久磁石の磁界によって、回転子を一定の位置に保持しょうとするいわゆるコギングトルクが発生し、軸及び永久磁石間に捩りを伴う共振が発生する問題があるが、常時コギングトルクが発生しその影響力により振動が生じるが緩衝部材の保持部4Aの端面に放射状の溝4Gを設けているため、押え板と接触している突起部4Hが回転方向にかかわらず図13a及び図13bで図示の通り正逆に絶えず動作するため、永久磁石の影響力を軸に伝達しにくい構造になっている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における押え板にて固定前の回転子の縦断面図である。
【図2】本発明の一実施例における押え板にて固定後の回転子の縦断面図である。
【図3】図2のX−X線に沿う断面図である。
【図4】本発明の一実施例における回転子の結合前の分解図である。
【図5】本発明の一実施例における押え板にて固定前の回転子の要部断面図である。
【図6】本発明の一実施例における押え板にて固定後の回転子の要部断面図である。
【図7】本発明の他の実施例における押え板にて固定前の回転子の要部断面図である。
【図8】本発明の他の実施例における押え板にて固定後の回転子の要部断面図である。
【図9】本発明の一実施例における緩衝部材の側面図である。
【図10】本発明の一実施例における緩衝部材の底面図である。
【図11】図9のY−Y線に沿う断面図である。
【図12】図11のZ−Z線に沿う断面図である。
【図13】本発明の一実施例における緩衝部材と押え板との動作状況説明図である。
【図14】従来の回転子の縦断面図である。
【符号の説明】
1 永久磁石
1A 永久磁石の内輪側
1B 段差部
1C 永久磁石の凸部
2 回転子鉄心
2A 回転子鉄心の凸部
3 軸
4 緩衝部材
4A 保持部
4B 挿入部
4C 凹部
4D 貫通穴
4E 保持部の外周側
4F 保持部の内周側
4G 溝
4H 突起部
5 押え板
6 隙間
7 止め具
8 固定具
9 緩衝部材の接合面 [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an anti-vibration structure for an electric motor, and more particularly to an anti-vibration device for a rotor of a permanent magnet electric motor used for an air conditioner or the like.
[0002]
[Prior art]
When the rotor is driven to rotate, there is a problem that a so-called cogging torque is generated by the magnetic field of the permanent magnet so as to hold the rotor at a fixed position, and resonance with torsion occurs between the shaft and the permanent magnet.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a rotor that is excellent in reliability and vibration proofing by reducing the vibration generated from the motor by devising the rotor structure in the rotor of the permanent magnet motor. To do.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The rotor of the permanent magnet motor of the present invention includes a permanent magnet disposed on the outer peripheral portion, a rotor core that fixes a shaft provided in the center, and a gap between the permanent magnet and the rotor core. A rotor of a permanent magnet electric motor comprising: two cushioning members inserted so as to face each other so as to substantially correspond to each other;
The buffer member is inserted into a stepped portion provided on the inner ring side of the permanent magnet, a holding portion for fixing to each end face of the rotor core, and a gap between the permanent magnet and the rotor core. The insertion part of the two buffer members is made longer than the inner ring side of the permanent magnet and the rotor core stacking dimension. A gap was provided between the holding portion of the member, the inner ring side of the permanent magnet, and each end face of the rotor core.
[0005]
The rotor of the permanent magnet electric motor of the present invention can include two presser plates that press and hold the end surfaces of the two buffer members.
[0006]
In the rotor of the permanent magnet motor of the present invention, the inner ring side of the permanent magnet and the outer ring side of the rotor core each have a plurality of convex portions, and the shape of the insertion portion of the buffer member is the permanent magnet. The outer peripheral portion and the inner peripheral portion are provided with concave portions so as to substantially correspond to the convex portions provided on the inner ring side of the magnet and the outer ring side of the rotor core.
[0007]
In the rotor of the permanent magnet motor according to the present invention, the outer diameter of the insertion portion of the buffer member can be made smaller than the inner diameter of the permanent magnet, and the inner diameter can be made larger than the outer diameter of the rotor core.
.
[0008]
The rotor of the permanent magnet motor according to the present invention may have a shape in which a plurality of grooves are provided on an end surface of the buffer member in contact with the pressing plate.
[0009]
In the rotor of the permanent magnet motor of the present invention, the width shape of the plurality of grooves may be a radial shape in which the central portion is narrowed and enlarged toward the outer peripheral portion.
[0010]
【The invention's effect】
In the rotor of the permanent magnet motor of the present invention, two
[0011]
As a result, when the motor is driven to rotate, a cogging torque that causes pulsation in the rotational force of the
[0012]
Also, the fan (Fig. The contact surface which is connected a plurality of order to have the the provided
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view before a shock-absorbing rubber or a cushioning member such as an elastomer, which is a thermoplastic resin, is fixed by a retainer plate of a rotor of a permanent magnet motor of the present invention. FIG. FIG. 3 is a longitudinal sectional view after the buffer member is fixed by a retainer plate of a rotor of a magnet motor, FIG. 3 is a sectional view taken along line XX in FIG. 2, and FIG. 4 is a permanent magnet and rotor according to the present invention. FIG. 5 is an exploded view of the iron core, the buffer member, and the presser plate before joining. In each figure, 1 is a permanent magnet disposed on the outer peripheral portion of the rotor, 2 is a rotor core fixed to the
[0014]
As shown in the figure, the
[0015]
The size of the
[0016]
Next, the assembly procedure of the rotor will be described based on the exploded view of the components in FIG. The
[0017]
FIG. 5 is a cross-sectional view of the main part before the buffer member is fitted between the permanent magnet and the rotor core of the present invention and the presser plate is fixed to the buffer member, and FIG. 6 is a state where the presser plate is further attached to the buffer member in the state of FIG. It is principal part sectional drawing after fixation which contact | abutted and applied force to the arrow direction from both sides. As shown in FIG. 5, the dimension where the insertion portions of the two buffer members are joined is made substantially equal to the inner ring side of the permanent magnet and the rotor core thickness, and the outer
[0018]
When the
[0019]
However, since there is no gap at the joint between the
[0020]
FIGS. 7 and 8 are improvements of FIGS. 5 and 6, respectively. FIG. 7 is a cross-sectional view of a main part before the buffer member is fitted between the permanent magnet and the rotor core of the present invention and the presser plate is fixed to the buffer member. FIG. 8 is a cross-sectional view of the main part after fixing, in which the presser plate is further brought into contact with the buffer member in the state of FIG.
[0021]
As shown in FIG. 7, the
[0022]
As a result, when the motor is driven to rotate, a cogging torque that causes pulsation in the rotational force of the
[0023]
FIGS. 9 and 10 are a side view and a bottom view of the buffer member, respectively, and FIGS. 11 and 12 are a cross-sectional view taken along line YY in FIG. 9 and a cross-sectional view taken along line ZZ in FIG. . As shown in FIGS. 10 and 11, the buffer member is fitted into the
[0024]
Further, as shown in FIGS. 9 and 11, since the contact surface of the
[0025]
However, if the above-mentioned presser plate is strongly compressed from both sides, vibration is transmitted from the above-mentioned permanent magnet to the shaft through the presser plate. In the present invention, in order to suppress this phenomenon, as shown in FIGS. 9 and 11, a
[0026]
In addition to simply reducing the contact area, grooves and
[0027]
FIG. 13 is a diagram for explaining the operation state of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a rotor before fixing with a presser plate according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a rotor after being fixed by a presser plate in one embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG.
FIG. 4 is an exploded view before coupling of rotors in one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of a rotor before being fixed by a presser plate according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of the main part of the rotor after being fixed by the presser plate in one embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a main part of a rotor before being fixed by a presser plate according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a main part of a rotor after being fixed by a presser plate according to another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a side view of a buffer member according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a bottom view of the buffer member according to the embodiment of the present invention.
11 is a cross-sectional view taken along line YY in FIG.
12 is a cross-sectional view taken along line ZZ in FIG.
FIG. 13 is an explanatory view of the operation state of the buffer member and the presser plate in one embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a longitudinal sectional view of a conventional rotor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
中心部に設けられた軸を固定する回転子鉄心と、A rotor core that fixes a shaft provided in the center;
前記永久磁石と前記回転子鉄心との間の空隙部に略対応するように相互に突き合せるように挿入した2個の緩衝部材と、Two buffer members inserted so as to abut each other so as to substantially correspond to the gap between the permanent magnet and the rotor core;
を備えた永久磁石電動機の回転子であって、A rotor of a permanent magnet electric motor with
前記緩衝部材は前記永久磁石の内輪側に設けた段差部と前記回転子鉄心のそれぞれの端面に固定するための保持部及び該永久磁石と該回転子鉄心との間の前記空隙部に挿入するための挿入部との2つの部分から構成されており、The buffer member is inserted into a step portion provided on the inner ring side of the permanent magnet, a holding portion for fixing to each end face of the rotor core, and the gap portion between the permanent magnet and the rotor core. It consists of two parts with an insertion part for
前記2つの緩衝部材の挿入部を接合した寸法を前記永久磁石の内輪側及び前記回転子鉄心積厚寸法より長くすることにより、By making the dimension of joining the insertion portions of the two buffer members longer than the inner ring side of the permanent magnet and the rotor core stack thickness dimension,
該緩衝部材の保持部と該永久磁石の内輪側及び該回転子鉄心のそれぞれの端面との間に隙間を設けた、永久磁石電動機の回転子。A rotor of a permanent magnet motor, wherein a gap is provided between the holding portion of the buffer member and the inner ring side of the permanent magnet and each end face of the rotor core.
前記緩衝部材の挿入部分の形状を、該永久磁石の内輪側及び該回転子鉄心の外輪側に設けた凸部と略対応するように外周部と内周部に凹部を設ける形状とした、The shape of the insertion portion of the buffer member is a shape in which concave portions are provided on the outer peripheral portion and the inner peripheral portion so as to substantially correspond to the convex portions provided on the inner ring side of the permanent magnet and the outer ring side of the rotor core.
請求項1または請求項2に記載の永久磁石電動機の回転子。The rotor of the permanent magnet electric motor according to claim 1 or 2.
前記回転子鉄心の外径より内径を大きくした、The inner diameter is larger than the outer diameter of the rotor core,
請求項1乃至請求項3に記載の永久磁石電動機の回転子。The rotor of the permanent magnet electric motor according to claim 1.
請求項1乃至請求項4に記載の永久磁石電動機の回転子。The rotor of the permanent magnet electric motor according to claim 1.
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