JP7374293B2 - 室外機および空気調和装置 - Google Patents

Description

本開示は、室外機および空気調和装置に関する。

室外機は、送風機と、熱交換器とを有する。送風機は、ファン部と、ファン部を回転させるモータとを有する。モータには、永久磁石で構成される磁石磁極と、ロータコアで構成される仮想磁極とを備えたコンシクエントポール型のロータを有するものがある（例えば、特許文献１参照）。

国際公開ＷＯ２０１８／１７９０２５（図１，２参照）

コンシクエントポール型のロータでは、仮想磁極が永久磁石を有さないため、磁石磁極から出た磁束の一部がモータの外部に漏れやすい。モータの周囲に配置されたベアリングあるいは回路基板等の部材に磁束が流れると、ロータの回転に伴ってこれらの部材に電磁誘導による発熱が生じる。そのため、モータの熱を効率よく放熱することが求められる。

本開示は、上記の課題を解決するためになされたものであり、モータの熱を効率よく放熱することを目的とする。

本開示の室外機は、モータと熱交換器とを有する。モータは、ロータとステータと放熱部材とを有する。ロータは、軸線を中心として回転可能であって、ロータコアと、ロータコアに取り付けられた永久磁石とを有し、永久磁石が磁石磁極を構成し、ロータコアの一部が仮想磁極を構成する。ステータは、ロータを、軸線を中心とする径方向の外側から囲む。放熱部材は、ステータの軸線の方向の一方の側に配置されている。熱交換器は、軸線の方向において放熱部材に対向するように配置されている。室外機は、また、熱交換器から軸線の方向に距離をあけて配置され、熱交換器に対向し、モータを支持する支持板を有する。モータの放熱部材は、固定部材によって支持板に固定される。放熱部材は固定部材に接触し、固定部材は前記支持板に接触する。熱交換器から放熱部材までの最短距離Ｄ１と、熱交換器から支持板までの最短距離Ｄ２とは、Ｄ１＜Ｄ２を満足する。

本開示によれば、熱交換器が放熱部材に対向するように配置されているため、熱交換器を通過して温度が低下した空気を放熱部材に吹き付けることができる。そのため、モータの熱を放熱部材から効率よく放熱することができる。

実施の形態１の室外機を示す縦断面図である。 実施の形態１の送風機を示す縦断面図である。 実施の形態１のモータを示す横断面図である。 実施の形態１のロータを示す横断面図である。 実施の形態１のモールドステータを示す縦断面図である。 実施の形態１のモールドステータを示す平面図（Ａ）および側面図（Ｂ）である。 実施の形態１の支持板を示す正面図である。 実施の形態１における熱交換器と放熱部材および支持板との関係を示す図である。 実施の形態１の熱交換器を示す模式図である。 コンシクエントポール型のロータの磁束の流れを説明するための模式図（Ａ）、および非コンシクエントポール型のロータの磁束の流れを説明するための模式図（Ｂ）である。 実施の形態１の送風機における空気の流れを示す模式図である。 実施の形態１の送風機における熱の流れを示す模式図である。 実施の形態１の送風機における放熱部材およびブラケットの露出面積を説明するための模式図である。 実施の形態１の室外機を備えた空気調和装置を示す図である。

実施の形態１．
＜室外機の構成＞
実施の形態１の室外機１００について説明する。図１は、実施の形態１の室外機１００を示す縦断面図である。室外機１００は、ルームエアコン等の空気調和装置の一部を構成するものである。

図１に示すように、室外機１００は、外枠であるユニット筐体８と、ユニット筐体８内に配置された送風機１と、送風機１を支持する支持板９と、ユニット筐体８の背面に配置された熱交換器７とを有する。

送風機１のモータ１０（後述）の回転中心軸である軸線Ｃ１の方向を、軸方向と称する。軸線Ｃ１を中心とする周方向を「周方向」と称し、図３等に矢印Ｒ１で示す。軸線Ｃ１を中心とする径方向を「径方向」と称する。軸方向に平行な断面における断面図を「縦断面図」と称し、軸方向に直交する断面における断面図を「横断面図」と称する。

室外機１００は、ここでは水平面に置かれている。水平面をＸＹ面とし、鉛直方向をＺ方向とする。Ｙ方向は、軸方向に平行であり、室外機１００の前後方向である。

ユニット筐体８は、底板８１と天板８２とを有し、Ｘ方向の両端に図示しない側板を有する。底板８１、天板８２および側板はいずれも、例えば板金で形成されている。

ユニット筐体８の前面には、前面パネル８５が取り付けられている。前面パネル８５には開口部８６が形成され、開口部８６には図示しないグリルがはめ込まれている。グリルは、複数の鉄線を格子状に組み合わせたものである。開口部８６は、送風機１によって空気が排出される部分である。

支持板９は、Ｚ方向に延在し、下端には下アーム９１を有し、上端には上アーム９２を有する。支持板９の下アーム９１は、底板８１に固定される。支持板９の上アーム９２には、天板８２が固定される。支持板９は、例えば、炭素鋼等の金属で構成される。支持板９には、送風機１のモータ１０がねじ４８で固定される。

＜送風機の構成＞
図２は、送風機１を示す縦断面図である。送風機１は、モータ１０と、モータ１０によって回転するファン部６とを有する。モータ１０は、シャフト２６を有するロータ２と、ロータ２を径方向の外側から囲むステータ５とを有する。シャフト２６の中心軸線は、上述した軸線Ｃ１である。ファン部６は、モータ１０のシャフト２６に固定されている。軸線Ｃ１の方向において、ファン部６が設けられた側が前方である。

モータ１０は、ステータ５を径方向外側から囲むモールド樹脂部４０を有する。モールド樹脂部４０は、ＢＭＣ（バルクモールディングコンパウンド）等の熱硬化性樹脂で形成される。ステータ５とモールド樹脂部４０とにより、モールドステータ４が構成される。

モールド樹脂部４０は、軸方向の一方の側に開口部４１を有し、他方の側にベアリング保持部４２を有する。モータ１０のロータ２は、開口部４１からモールドステータ４の内部の中空部分に挿入される。

シャフト２６は、モールドステータ４の開口部４１から軸方向に突出している。シャフト２６の先端部には、ファン部６が取り付けられる。そのため、シャフト２６が突出する側を「負荷側」と称し、反対側を「反負荷側」と称する。

モールド樹脂部４０の開口部４１には、ロータ保持部材としてのブラケット１５が取り付けられている。ブラケット１５は、亜鉛メッキ鋼板等の金属で形成される。ブラケット１５には、シャフト２６を支持する一方のベアリング１１が保持される。モールド樹脂部４０のベアリング保持部４２には、シャフト２６を支持するもう一方のベアリング１２が保持される。

モールド樹脂部４０は、径方向外側に突出する取付け脚４５を有する。モールド樹脂部４０は、取付け脚４５において、固定部材としてのねじ４８（図１）により支持板９に固定される。

モールド樹脂部４０において、ステータ５の反負荷側には、回路基板５５が配置されている。回路基板５５は、モータ１０を駆動するためのパワートランジスタ等の素子５６が実装されたプリント基板であり、リード線５７が配線されている。

回路基板５５のリード線５７は、モールド樹脂部４０の外周部分に取り付けられたリード線口出し部品５８から、モータ１０の外部に引き出される。回路基板５５のステータ５側の面には、ロータ２の回転位置を検出するための磁気センサが設けられている。

ここではモールド樹脂部４０でステータ５を覆っているが、モールド樹脂部４０の代わりに、例えば金属製のハウジングでステータ５を覆ってもよい。

ロータ２のシャフト２６は、鉄またはステンレス鋼で構成されている。シャフト２６は、ブラケット１５に保持されたベアリング１１と、ベアリング保持部４２に保持されたベアリング１２とにより、回転可能に支持されている。

ファン部６は、シャフト２６に取り付けられた有底円筒状のハブ６１と、ハブ６１の外周に設けられた複数の羽根６２とを有する。ハブ６１は、軸線Ｃ１を中心とする円筒壁６１ａと、円筒壁６１ａの軸方向端部に位置する円板部６１ｂと、円筒壁６１ａの内周側に形成された複数のリブ６１ｄとを有する。

ハブ６１の円板部６１ｂは、シャフト２６の先端部に形成されたネジ部２６ａを通過させる貫通穴６１ｃを有する。円筒壁６１ａの内周側の複数のリブ６１ｄは、周方向に等間隔に形成されている。シャフト２６のネジ部２６ａにナット６３を取り付けることにより、ハブ６１がシャフト２６に固定される。

羽根６２は、ハブ６１の外周に、周方向に等間隔に設けられている。羽根６２の枚数は、例えば３枚であるが、２枚以上であればよい。ファン部６がシャフト２６と共に回転することにより、羽根６２が軸方向の空気の流れを生成する。

ファン部６は、樹脂で形成されていることが望ましく、より具体的には、ポリプロピレン（ＰＰ）にガラス繊維およびマイカを添加した材料で形成されていることが望ましい。

＜モータの構成＞
図３は、モータ１０を示す横断面図である。モータ１０は、上記の通り、ロータ２と、ロータ２を囲む環状のステータ５とを有する。モータ１０は、ロータ２に永久磁石２５を埋め込んだ永久磁石埋込型モータでもある。ロータ２とステータ５との間には、例えば０．４ｍｍのエアギャップＧが設けられている。

図３に示すように、ステータ５は、ステータコア５０と、ステータコア５０に巻き付けられたコイル５４とを有する。ステータコア５０は、複数枚の電磁鋼板を軸方向に積層し、カシメ等により固定したものである。電磁鋼板の板厚は、例えば０．２ｍｍ～０．５ｍｍである。

ステータコア５０は、軸線Ｃ１を中心とする環状のヨーク５１と、ヨーク５１から径方向内側に延在する複数のティース５２とを有する。ティース５２は、周方向に等間隔に配置されている。ティース５２の数は、ここでは１２であるが、１２に限定されるものではない。隣り合うティース５２の間には、コイル５４を収容する空間であるスロットが形成される。

ティース５２の径方向内側の先端部５２ａは、ティース５２の他の部分よりも周方向の幅が広い。ティース５２の先端部５２ａは、上述したエアギャップＧを介してロータ２の外周に対向する。

ステータコア５０には、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の絶縁部５３が取り付けられている。絶縁部５３は、樹脂をステータコア５０と一体に成形するか、または予め成形した樹脂成形体をステータコア５０に組み付けることで得られる。コイル５４は、絶縁部５３を介してティース５２に巻き付けられる。コイル５４は、銅またはアルミニウムで構成されている。

図４は、ロータ２を示す断面図である。ロータコア２０は、軸線Ｃ１を中心とする環状の部材である。ロータコア２０は、複数の電磁鋼板を軸方向に積層し、カシメ部２７で固定したものである。電磁鋼板の板厚は、例えば０．２ｍｍ～０．５ｍｍである。

ロータコア２０は、複数の磁石挿入孔２１を有する。磁石挿入孔２１は、周方向に等間隔で、且つ軸線Ｃ１から等距離に配置されている。磁石挿入孔２１の数は、ここでは５個である。

磁石挿入孔２１は、周方向中心すなわち極中心を通る径方向の直線（磁極中心線と称する）に直交する方向に直線状に延在している。但し、磁石挿入孔２１は、このような形状に限定されるものではなく、例えばＶ字状に延在していてもよい。

磁石挿入孔２１の周方向の両端には、穴部であるフラックスバリア２２が形成されている。フラックスバリア２２とロータコア２０の外周との間には、薄肉部が形成される。隣り合う磁極間の漏れ磁束を抑制するためには、薄肉部の厚さは、ロータコア２０を構成する電磁鋼板の板厚と同じであることが望ましい。

各磁石挿入孔２１には、永久磁石２５が挿入されている。永久磁石２５は平板状であり、軸方向に直交する断面形状は矩形状である。永久磁石２５は、希土類磁石で構成される。より具体的には、永久磁石２５は、ネオジム（Ｎｄ）、鉄（Ｆｅ）およびホウ素（Ｂ）を含むネオジム焼結磁石で構成される。

永久磁石２５は、互いに同一の磁極（例えばＮ極）をロータコア２０の外周側に向けて配置されている。ロータコア２０において、周方向に隣り合う永久磁石の間の領域には、永久磁石とは反対の磁極（例えばＳ極）が形成される。

そのため、ロータ２には、永久磁石２５で構成される５つの磁石磁極Ｐ１と、ロータコア２０で構成される５つの仮想磁極Ｐ２とが形成される。このような構成を、コンシクエントポール型と称する。以下では、単に「磁極」という場合、磁石磁極Ｐ１と仮想磁極Ｐ２の両方を含むものとする。ロータ２は、１０個の磁極を有する。

コンシクエントポール型のロータ２では、同じ極数の非コンシクエントポール型のロータと比較して、永久磁石２５の数を半分にすることができる。高価な永久磁石２５の数が少ないため、ロータ２の製造コストが低減される。

ここではロータ２の極数を１０としたが、極数は４以上の偶数であればよい。また、ここでは１つの磁石挿入孔２１に１つの永久磁石２５を配置しているが、１つの磁石挿入孔２１に２つ以上の永久磁石２５を配置してもよい。磁石磁極Ｐ１をＳ極とし、仮想磁極Ｐ２をＮ極としてもよい。

ロータコア２０は、仮想磁極Ｐ２に、径方向に長い少なくとも一つのスリット２３を有する。スリット２３は、仮想磁極Ｐ２を通る磁束の流れを径方向に整流する作用を有する。なお、仮想磁極Ｐ２には、必ずしもスリット２３を形成しなくてもよい。

ロータコア２０は、磁石挿入孔２１の径方向内側に、空隙部２４を有する。空隙部２４は、磁石挿入孔２１の径方向内側における磁束の流れを周方向に均一にするために設けられる。

ロータコア２０の内周において空隙部２４の形成された部分には、径方向内側に突出する突出部分２０ａが形成されている。突出部分２０ａは、次に説明する樹脂部２８に対するロータコア２０の回転止めとして機能する。但し、ロータコア２０の内周には、必ずしも突出部分２０ａを形成しなくてもよい。

シャフト２６とロータコア２０との間には、非磁性の樹脂部２８が設けられている。樹脂部２８は、シャフト２６とロータコア２０とを連結する。樹脂部２８は、例えば、ＰＢＴ等の熱可塑性樹脂で形成される。

樹脂部２８は、シャフト２６の外周に接する環状の内筒部２８ａと、ロータコア２０の内周に接する環状の外筒部２８ｃと、内筒部２８ａと外筒部２８ｃとを連結する複数のリブ２８ｂとを有する。

樹脂部２８の内筒部２８ａには、シャフト２６が軸方向に貫通している。リブ２８ｂは、周方向に等間隔で配置され、内筒部２８ａから径方向外側に放射状に延在している。リブ２８ｂの数は磁極数Ｐの半分であり、それぞれのリブ２８ｂの周方向位置が仮想磁極Ｐ２の極中心と一致している。但し、リブ２８ｂの数および配置は、ここで説明した例に限定されるものではない。

図２に示すように、ロータコア２０の反負荷側には、センサマグネット２９が配置されている。センサマグネット２９は、樹脂部２８によって保持されている。センサマグネット２９の磁界は、回路基板５５に実装された磁気センサによって検出され、これによりロータ２の回転位置が検出される。

なお、ここではロータコア２０とシャフト２６との間に樹脂部２８を設けたが、樹脂部２８を設けずに、ロータコア２０の中心孔にシャフト２６を嵌合させてもよい。

図５は、モールドステータ４を示す縦断面図である。ステータ５の反負荷側には、放熱部材３が設けられている。放熱部材３は、例えば金属、より具体的には、アルミニウムまたは銅で形成されている。放熱部材３は、フランジ部３１と、脚部３２と、フィン３５とを有する。

フランジ部３１は、軸線Ｃ１を中心とする環状に形成されている。脚部３２は、フランジ部３１から径方向外側に延在している。フィン３５は、フランジ部３１の径方向内側に形成されている。放熱部材３は、また、ステータ５側に窪み部３６を有する。窪み部３６は、ベアリング１２（図１）を収容する部分である。

放熱部材３と、ステータ５と、回路基板５５とは、モールド樹脂部４０（図１）によって一体として保持され、モールドステータ４が構成される。放熱部材３の脚部３２は、モールド樹脂部４０に覆われる。一方、放熱部材３のフランジ部３１およびフィン３５は、モールド樹脂部４０から露出する。

図６（Ａ）および（Ｂ）は、モールドステータ４を示す平面図および側面図である。図６（Ａ）に示すように、モールド樹脂部４０は、軸線Ｃ１から等距離に配置された複数の取付け脚４５を有する。ここでは４つの取付け脚４５が、軸線Ｃ１を中心として９０度間隔に形成されている。但し、取付け脚４５の数は、４つには限定されない。

取付け脚４５は、穴部４６を有する。穴部４６は、モータ１０を固定するねじ４８（図１）を挿通する部分である。

放熱部材３のフランジ部３１から径方向外側に、複数の脚部３２が延在している。複数の脚部３２は、軸線Ｃ１から等距離に形成され、また、軸線Ｃ１を中心として等間隔に形成されている。

ここでは、モールド樹脂部４０の取付け脚４５と同数の脚部３２が、取付け脚４５に対応する位置にそれぞれ形成されている。すなわち、４つの脚部３２が、軸線Ｃ１を中心として９０度間隔に形成されている。

脚部３２の先端部には、凹部３３が形成されている。脚部３２の凹部３３は、取付け脚４５の穴部４６と軸方向に重なり合う位置に形成されている。

放熱部材３のフィン３５は、軸線Ｃ１に直交する方向（図６（Ａ）における左右方向）に複数配列されている。それぞれのフィン３５は、配列方向に直交する方向（図６（Ａ）における上下方向）に長さを有し、軸方向に高さを有する。

図７は、モータ１０、支持板９および熱交換器７を示す正面図である。支持板９は、Ｚ方向中央に、モータ１０が固定される取付け部９３を有する。取付け部９３には、モータ１０のモールド樹脂部４０が、取付け脚４５に挿通されるねじ４８により固定される。取付け部９３には、モールド樹脂部４０の外周を囲む円弧状の枠部９８を形成してもよい。

支持板９のＸ方向の幅は、熱交換器７のＸ方向の幅よりも狭い。これは、熱交換器７を通過する空気の流れに対する通風抵抗を低減するためである。また、通風抵抗の低減のため、支持板９の取付け部９３の上下の部分はいずれも、Ｚ方向に長い一対の柱状部分９６で構成されている。

図８は、モータ１０、支持板９および熱交換器７を含む部分を示す断面図である。支持板９の取付け部９３には、モールド樹脂部４０が挿入される開口部９５が形成されている。モータ１０のモールド樹脂部４０は、放熱部材３を熱交換器７に対向させるようにして、支持板９の開口部９５に挿入される。

ねじ４８は、モールド樹脂部４０の取付け脚４５に形成された穴部４６と、放熱部材３の脚部３２に形成された凹部３３とを貫通し、支持板９に設けられたねじ部９４に固定される。そのため、放熱部材３とねじ４８とが接触し、ねじ４８と支持板９とが接触する。

ねじ４８は、炭素鋼等の金属により形成されている。また、上記の通り、放熱部材３はアルミニウム等の金属で形成され、支持板９は炭素鋼等の金属で形成されている。すなわち、放熱部材３、ねじ４８および支持板９はいずれも金属で形成され、互いに接触している。

放熱部材３のフィン３５は、上記の通りモールド樹脂部４０から外部に露出しており、熱交換器７に対向する。熱交換器７から放熱部材３までの最短距離を、距離Ｄ１とする。より具体的に、距離Ｄ１は、熱交換器７から、放熱部材３のフィン３５の熱交換器７側の端面までの距離である。

また、熱交換器７から支持板９までの最短距離を、距離Ｄ２とする。より具体的には、距離Ｄ２は、熱交換器７から、支持板９の熱交換器７側の表面までの距離である。

熱交換器７から放熱部材３までの距離Ｄ１と、熱交換器７から支持板９までの距離Ｄ２とは、Ｄ１＜Ｄ２を満足する。すなわち、放熱部材３は、支持板９から熱交換器７側に突出している。

また、熱交換器７からねじ４８までの最短距離を、距離Ｄ３とする。より具体的には、距離Ｄ３は、熱交換器７から、ねじ４８の熱交換器７側の端部までの距離である。

熱交換器７から放熱部材３までの距離Ｄ１と、熱交換器７から支持板９までの距離Ｄ２と、熱交換器７からねじ４８までの距離Ｄ３とは、Ｄ１＜Ｄ３＜Ｄ２を満足する。

図９は、熱交換器７を示す正面図である。熱交換器７は、Ｘ方向に配列されたＺ方向に長い複数のフィン７１と、これら複数のフィン７１を貫通する伝熱管７２とを有する。Ｘ方向に隣り合うフィン７１の間には、隙間が形成される。

フィン７１は、例えばアルミニウムで形成され、伝熱管７２は、例えば銅で形成されている。熱交換器７内を流れる冷媒と、熱交換器７を通過する空気との間で、熱交換が行われる。

＜作用＞
次に、実施の形態１の作用について説明する。まず、コンシクエントポール型のロータ２における磁束漏れについて説明する。図１０（Ａ）は、コンシクエントポール型のロータ２における磁束の流れを説明するための模式図である。図１０（Ｂ）は、非コンシクエントポール型のロータ２Ａにおける磁束の流れを説明するための模式図である。

非コンシクエントポール型のロータ２Ａでは、図１０（Ｂ）に示すように、全ての磁極に永久磁石２５が設けられているため、永久磁石２５から出た磁束の多くは、ステータ５を経由して他の永久磁石２５に流れ、ロータコア２０から軸方向に漏れる磁束は少ない。

一方、コンシクエントポール型のロータ２は、図１０（Ａ）に示すように、永久磁石２５が設けられた磁石磁極と、永久磁石２５が設けられていない仮想磁極とを有する。仮想磁極は磁束を引き込む力が弱いため、永久磁石２５から出てロータコア２０の軸方向外側を流れる磁束、あるいはシャフト２６に流れる磁束が生じる。その結果、ロータコア２０から軸方向外側への磁束漏れが生じる。

ロータコア２０に対して軸方向に隣接して、ベアリング１１，１２および回路基板５５が配置されている。これらの部材に磁束が流れると、ロータ２の回転に伴って電磁誘導による発熱が生じる。そのため、モータ１０の熱を効率よく放熱することが求められる。

そこで、実施の形態１では、ステータ５に対して熱交換器７側に、放熱部材３を配置している。空気調和装置の暖房運転時には、室外機１００の熱交換器７は蒸発器として動作するため、熱交換器７を通過する空気の温度は低下する。

図１１は、ファン部６の回転によって生じる空気の流れを説明するための模式図である。図１１に示すように、ファン部６の回転により、熱交換器７のフィン７１（図９）の隙間を通過する軸方向の空気の流れが生じる。

熱交換器７を通過する空気は、熱交換器７において冷媒に蒸発熱を奪われて、温度が低下する。このように温度が低下した空気が、放熱部材３に吹き付けられる。これにより、モータ１０の熱を、放熱部材３から効率よく放熱することができる。

放熱効果を高めるためには、放熱部材３と熱交換器７との距離は近いほどよい。但し、モータ１０を支持する支持板９は風路内で一定面積を占めているため、支持板９を全体的に熱交換器７に接近させると通風抵抗が増加する。そのため、支持板９は、熱交換器７から距離をあけて配置することが望ましい。

そこで、実施の形態１では、熱交換器７から放熱部材３までの距離Ｄ１と、熱交換器７から支持板９までの距離Ｄ２とが、Ｄ１＜Ｄ２を満足するようにしている。言い換えると、放熱部材３を、支持板９から熱交換器７側に突出させている。

これにより、放熱部材３を熱交換器７に接近させて放熱効果を高める共に、熱交換器７と支持板９との距離を広げて通風抵抗の増加を抑えることができる。

また、熱交換器７から放熱部材３までの距離Ｄ１と、熱交換器７から支持板９までの距離Ｄ２は、Ｄ２／２＜Ｄ１＜Ｄ２を満足することが特に望ましい。このようにすれば、放熱効果の向上効果と通風抵抗の増加抑制効果が共に得られやすい。

図１２は、放熱部材３の周囲の熱の流れを説明するための模式図である。ロータ２の漏れ磁束の影響により回路基板５５あるいはベアリング１２で発生した熱は、これらに隣接する放熱部材３に流れる。

放熱部材３に流れた熱の一部は、図１２に矢印で示すようにフィン３５に向けて流れ、熱交換器７側から放熱部材３に吹き付けられる空気によって放熱される。放熱部材３は、アルミニウム等の放熱性の高い金属で形成されており、熱交換器７側にフィン３５を有するため、効率よく放熱することができる。

また、放熱部材３に流れた熱の他の一部は、放熱部材３の脚部３２からねじ４８に流れ、さらに支持板９に流れる。支持板９に流れた熱は、熱交換器７からファン部６に向かう空気によって放熱され、また、ユニット筐体８の底板８１または天板８２（図１）に流れて散逸する。

上記の通り、放熱部材３、ねじ４８および支持板９はいずれも金属で形成され、互いに接触しているため、放熱部材３、ねじ４８および支持板９を経由して熱が流れやすい。

ここで、各部材の熱伝導率について説明する。放熱部材３がアルミニウムで形成されている場合、放熱部材３の熱伝導率Ｔ１は１９０～２５０Ｗ／ｍ・Ｋである。支持板９が炭素含有率０．１～０．４％の炭素鋼で形成されている場合、支持板９の熱伝導率Ｔ２は３０～７０Ｗ／ｍ・Ｋである。ねじ４８が炭素含有率０．２５％以下の炭素鋼で形成されている場合、ねじ４８の熱伝導率Ｔ３は、６０～１００Ｗ／ｍ・Ｋである。

そのため、放熱部材３の熱伝導率Ｔ１と、支持板９の熱伝導率Ｔ２と、ねじ４８の熱伝導率Ｔ３との間に、Ｔ１＞Ｔ３＞Ｔ２が成立する。言い換えると、放熱部材３の熱伝導率が最も高く、ねじ４８の熱伝導率が２番目に高く、支持板９の熱伝導率が最も低い。

上記の通り、放熱部材３の熱は、ねじ４８を経由して支持板９に流れる。熱の経路の上流側ほど熱伝導率を高くすることにより、放熱部材３、ねじ４８および支持板９の順に熱が流れやすくなり、放熱効果を高めることができる。

また、熱交換器７から放熱部材３までの距離Ｄ１と、熱交換器７から支持板９までの距離Ｄ２と、熱交換器７からねじ４８までの距離Ｄ３とは、Ｄ１＜Ｄ３＜Ｄ２を満足することが望ましい。

放熱部材３、ねじ４８および支持板９の順に熱が流れるため、熱の経路の上流側ほど熱交換器７に近くなり、熱交換器７を通過した空気の流れによって冷却されやすい。これにより、放熱効果をさらに高めることができる。

図１３は、放熱部材３およびブラケット１５の露出面積を説明するための模式図である。ステータ５には、軸方向において放熱部材３と反対の側に、ロータ保持部材としてのブラケット１５が取り付けられている。ブラケット１５は、モールド樹脂部４０の開口部４１の周囲に形成された段差部４３にはめ込まれており、ベアリング１１を支持している。

ブラケット１５は、亜鉛メッキ鋼板等の金属で形成されている。また、ブラケット１５は、モールド樹脂部４０から外部に露出している。そのため、ブラケット１５は、ロータ２からの漏れ磁束によってベアリング１１で発生した熱をモータ１０の外部に放熱する作用を有する。

放熱部材３においてモールド樹脂部４０から露出する部分の総面積を、面積Ａ１とする。面積Ａ１は、放熱部材３の複数のフィン３５の面積も含む。一方、ブラケット１５においてモールド樹脂部４０から露出する部分の総面積を、面積Ａ２とする。

ブラケット１５は、ファン部６の回転によって生じる空気の流れの方向において、モールドステータ４よりも下流側に位置する。従って、ブラケット１５を通過する空気の流量は、放熱部材３を通過する空気の流量よりも少ない。そのため、放熱部材３の露出部分の面積Ａ１が、ブラケット１５の露出部分の面積Ａ２よりも大きい方が、放熱効果を高めることができる。

また、放熱部材３の露出部分の軸線Ｃ１からの最大寸法Ｈ１は、ブラケット１５の露出部分の軸線Ｃ１からの最大寸法Ｈ２よりも長い。そのため、上記のように放熱部材３の露出部分の面積Ａ１がブラケット１５の露出部分の面積Ａ２よりも大きい構成を、容易に実現することができる。

また、ブラケット１５が炭素含有率０．１～０．４％の炭素鋼で形成されている場合、ブラケット１５の熱伝導率Ｔ４は３０～７０Ｗ／ｍ・Ｋであり、これは放熱部材３の熱伝導率Ｔ１（１９０～２５０Ｗ／ｍ・Ｋ）より低い。通過する空気の量が多い放熱部材３の熱伝導率が、通過する空気の量が少ないブラケット１５の熱伝導率よりも高いため、放熱効果をさらに高めることができる。

＜実施の形態の効果＞
以上説明したように、実施の形態１の室外機１００は、コンシクエントポール型のロータ２と、ロータ２を径方向外側から囲むステータ５と、ステータ５の軸方向の一方の側に配置された放熱部材３とを有するモータ１０と、軸方向において放熱部材３に対向するように配置された熱交換器７とを備える。放熱部材３が熱交換器７に対向しているため、熱交換器７を通過して温度が低下した空気を放熱部材３に吹き付け、モータ１０の熱を放熱部材３から効率よく放熱することができる。

また、モータ１０を支持する支持板９が、熱交換器７から軸方向に距離をあけて配置されているため、支持板９を熱交換器７に接触させて配置した場合と比較して、通風抵抗を低減することができる。

また、熱交換器７から放熱部材３までの最短距離Ｄ１と、熱交換器７から支持板９までの最短距離Ｄ２とが、Ｄ１＜Ｄ２を満足するため、通風抵抗の増加を抑えながら、モータ１０の熱を放熱部材３から効率よく放熱することができる。

また、熱交換器７から放熱部材３までの最短距離Ｄ１と、熱交換器７から支持板９までの最短距離Ｄ２とが、Ｄ２／２＜Ｄ１＜Ｄ２を満足する場合には、放熱効果の向上効果と通風抵抗の増加抑制効果が共に得られやすい。

また、放熱部材３がねじ４８（固定部材）によって支持板９に固定され、放熱部材３がねじ４８に接触し、ねじ４８が支持板９に接触しているため、放熱部材３の熱を、ねじ４８および支持板９を介して効率よく放熱することができる。

また、モータ１０は、ステータ５と放熱部材３とを覆うモールド樹脂部４０を有するため、ステータ５と放熱部材３とをモールド樹脂によって一体成形することができる。そのため、放熱部材３をステータ５にねじ等で固定した場合と比較して、製造コストを低減することができる。

また、放熱部材３、ねじ４８および支持板９がいずれも金属で形成されるため、放熱部材３の熱を、ねじ４８および支持板９を介して効率よく放熱することができる。

また、熱交換器７から放熱部材３までの最短距離Ｄ１と、熱交換器７から支持板９までの最短距離Ｄ２と、熱交換器７からねじ４８までの最短距離Ｄ３とが、Ｄ１＜Ｄ３＜Ｄ２を満足する。熱の経路の上流側ほど熱交換器７に近く、従って熱交換器７を通過した空気によって冷却されやすいため、放熱部材３、ねじ４８および支持板９から効率よく放熱することができる。

また、放熱部材３の熱伝導率Ｔ１と、支持板９の熱伝導率Ｔ２と、ねじ４８の熱伝導率Ｔ３とが、Ｔ１＞Ｔ３＞Ｔ２を満足する。熱の経路の上流側ほど熱伝導率が高く、従って冷却されやすいため、放熱部材３、ねじ４８および支持板９から効率よく放熱することができる。

また、ファン部６は、軸方向においてステータ５を挟んで放熱部材３とは反対の側に配置されてているため、熱交換器７からファン部６に向かって流れる空気を利用して、放熱部材３の熱を放熱することができる。

また、ステータ５には、軸方向において放熱部材３と反対の側に、ブラケット１５（ロータ保持部材）が取り付けられており、放熱部材３の熱伝導率はブラケット１５の熱伝導率よりも高い。より多くの空気が通過する放熱部材３の熱伝導率を高くすることにより、放熱効果をさらに高めることができる。

また、放熱部材３のうちモータ１０の外部に露出している露出面の総面積Ａ１と、ブラケット１５のうちモータ１０の外部に露出している露出面の総面積Ａ２とが、Ａ１＞Ａ２を満足する。より多くの空気が通過する放熱部材３の露出面積を大きくすることにより、放熱効果を高めることができる。

＜空気調和装置＞
次に、各実施の形態の室外機１００が適用可能な空気調和装置について説明する。図１２は、実施の形態１の室外機１００を適用した空気調和装置２００の構成を示す図である。空気調和装置２００は、室外機１００と、室内機２０１と、これらを接続する冷媒配管２０７とを備える。

室内機２０１は、室内送風機２０２を有する。室内送風機２０２は、例えばクロスフローファンである羽根２０３と、これを駆動するモータ２０４と、羽根２０３に対向配置された熱交換器２０５と、これらを収容する筐体２０６を有する。

室外機１００は、送風機１、圧縮機１０１、熱交換器７および図示しない減圧装置を有する。圧縮機１０１、熱交換器７および減圧装置は、室内機２０１の熱交換器２０５と共に、冷媒配管２０７によって接続され、冷媒回路を構成する。

室外機１００では、送風機１のモータ１０の回転によりファン部６が回転し、これにより室外の空気が熱交換器７を通過する。暖房運転時には、圧縮機１０１で圧縮された冷媒が熱交換器７（蒸発器）で蒸発する際に、熱交換器７を通過する空気が蒸発熱を奪われて冷却される。冷却された空気は、ファン部６の回転によって、モータ１０の放熱部材３を通過し、前面パネル８５の開口部８６（図１）から室外に放出される。

室内機２０１では、室内送風機２０２のモータ２０４の回転により、羽根２０３が回転し、室内に送風する。暖房運転時には、冷媒が熱交換器２０５（凝縮器）で凝縮する際に加熱された空気が、室内送風機２０２の送風によって室内に送風される。

実施の形態１で説明したように、モータ１０の熱が熱交換器７を通過した空気によって効率よく放熱されるため、モータ１０の加熱を抑制することができる。これにより、送風機１の安定した動作を実現することができ、空気調和装置２００の信頼性を高めることができる。

ここで説明したモータ１０は、ロータ２に永久磁石２５を埋め込んだＩＰＭ（Ｉｎｎｅｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）モータであるが、ロータ２の表面に永久磁石２５を取り付けたＳＰＭ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）モータであってもよい。

以上、本開示の望ましい実施の形態について具体的に説明したが、本開示は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変形を行なうことができる。

１ 送風機、 ２ ロータ、 ３ 放熱部材、 ４ モールドステータ、 ５ ステータ、 ６ ファン部、 ７ 熱交換器、 ８ ユニット筐体、 ９ 支持板、 １０ モータ、 １１，１２ ベアリング、 １５ ブラケット（ロータ保持部材）、 ２０ ロータコア、 ２１ 磁石挿入孔、 ２５ マグネット（永久磁石）、 ２６ シャフト、 ２８ 樹脂部、 ５０ ステータコア、 ５１ ヨーク、 ５２ ティース、 ５３ 絶縁部、 ５４ コイル、 ５５ 基板、 ３１フランジ、 ３２ 脚部、 ３３ 凹部、 ３５ フィン、 ４０ モールド樹脂部、 ４５ 脚部、 ４６ 穴部、 ４８ ねじ（固定部材）、 ６１ ハブ、 ６２ 羽根、 ７１ フィン、 ７２ 伝熱管、 ８１ 底板、 ８２ 天板、 ８５ 前面パネル、 ９１ 下アーム、 ９２ 上アーム、 ９３ 取付け板部、 １００ 室外機、 １０１ 圧縮機、 ２００ 空気調和装置、 ２０１ 室内機、 ２０２ 室内送風機、 ２０７ 冷媒配管。

Claims (13)

1. 軸線を中心として回転可能なロータであって、ロータコアと、前記ロータコアに取り付けられた永久磁石とを有し、前記永久磁石が磁石磁極を構成し、前記ロータコアの一部が仮想磁極を構成するロータと、
   前記ロータを、前記軸線を中心とする径方向の外側から囲むステータと、
   前記ステータの前記軸線の方向の一方の側に配置された放熱部材と
   を有するモータと、
   前記軸線の方向において前記放熱部材に対向するように配置された熱交換器と、
   前記熱交換器から前記軸線の方向に距離をあけて配置され、前記熱交換器に対向し、前記モータを支持する支持板と
   を有し、
   前記モータの前記放熱部材は、固定部材によって前記支持板に固定され、
   前記放熱部材は前記固定部材に接触し、前記固定部材は前記支持板に接触し、
   前記熱交換器から前記放熱部材までの最短距離Ｄ１と、前記熱交換器から前記支持板までの最短距離Ｄ２とが、Ｄ１＜Ｄ２を満足する
   室外機。
2. Ｄ１とＤ２とが、Ｄ２／２＜Ｄ１＜Ｄ２を満足する
   請求項１に記載の室外機。
3. 前記モータは、前記ステータと前記放熱部材とを覆う樹脂部を有し、
   前記樹脂部は、前記固定部材によって前記支持板に固定される
   請求項１または２に記載の室外機。
4. 前記モータは回路基板をさらに備え、
   前記樹脂部は、前記ステータと前記放熱部材と前記回路基板とを覆う
   請求項３に記載の室外機。
5. 前記固定部材は金属で形成され、前記支持板は金属で形成される
   請求項１から４までの何れか１項に記載の室外機。
6. 前記熱交換器から前記放熱部材までの最短距離Ｄ１と、前記熱交換器から前記支持板までの最短距離Ｄ２と、前記熱交換器から前記固定部材までの距離Ｄ３とが、Ｄ１＜Ｄ３＜Ｄ２を満足する
   請求項１から５までの何れか１項に記載の室外機。
7. 前記放熱部材の熱伝導率Ｔ１と、前記支持板の熱伝導率Ｔ２と、前記固定部材の熱伝導率Ｔ３とが、Ｔ１＞Ｔ３＞Ｔ２を満足する
   請求項１から６までの何れか１項に記載の室外機。
8. 前記ロータには、ファン部が取り付けられ、
   前記ファン部は、前記軸線の方向において、前記ステータを挟んで前記放熱部材とは反対の側に配置されている
   請求項１から７までの何れか１項に記載の室外機。
9. 前記ステータには、前記軸線の方向において前記放熱部材と反対の側に、前記ロータを保持するロータ保持部材が取り付けられている
   請求項１から８までの何れか１項に室外機。
10. 前記放熱部材の熱伝導率は、前記ロータ保持部材の熱伝導率よりも高い
    請求項９に記載の室外機。
11. 前記放熱部材のうち前記モータの外部に露出している露出面の総面積Ａ１と、前記ロータ保持部材のうち前記モータの外部に露出している露出面の総面積Ａ２とは、Ａ１＞Ａ２を満足する
    請求項９または１０に記載の室外機。
12. 前記放熱部材は、フィンを有する
    請求項１から１１までの何れか１項に記載の室外機。
13. 請求項１から１２までの何れか１項に記載の室外機と、
    前記室外機に冷媒配管で接続された室内機と
    を有する空気調和装置。

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