JPWO2018016067A1 - 電動機、空気調和機、回転子、及び電動機の製造方法 - Google Patents

Abstract

電動機（１００）は、固定子（１０）と、回転子（２０）とを有する。回転子（２０）は、第１のマグネット（２１）及び少なくとも１つの第２のマグネット（２２）を有する。第１のマグネット（２１）は、第２のマグネット（２２）を保持する少なくとも１つのマグネット保持部（２１ａ）を有する。少なくとも１つの第２のマグネット（２２）の磁力は、第１のマグネット（２１）の磁力よりも大きい。

Description

本発明は、電動機及び電動機を備えた空気調和機に関する。

特許文献１には、シャフトの周囲に形成される１次磁石成形体と、この１次磁石成形体の周囲に形成された２次磁石成形体とによって形成されるＤＣブラシレスモータ用の回転子が開示されている。この回転子の一例として、フェライト磁性粉又は軟磁性鉄粉が含有されたボンド磁石が１次磁石成形体として用いられており、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ（サマリウム−鉄−窒素）磁性粉が含有された希土類ボンド磁石が２次磁石成形体として用いられている。

特開２００６−１９５７３号公報

希土類磁石は、高温環境下において減磁しやすいため、電動機の回転子に希土類磁石を用いる場合、電動機の固定子と回転子との間のギャップ（エアギャップ）を大きくすることが望ましい。その一方、ギャップを大きくすると、電動機の効率が下がるという問題がある。

そこで、本発明の目的は、電動機の効率の低下を抑制することである。

本発明の電動機は、固定子と、前記固定子の内側に備えられ、第１のマグネット及び少なくとも１つの第２のマグネットを有する回転子とを備え、前記第１のマグネットは、前記少なくとも１つの第２のマグネットを保持する少なくとも１つの保持部を有し、前記少なくとも１つの第２のマグネットは、前記少なくとも１つの保持部によって保持されており、前記少なくとも１つの第２のマグネットの磁力は、前記第１のマグネットの磁力よりも大きい。

本発明によれば、電動機の効率の低下を抑制することができる。

本発明の実施の形態１に係る電動機の内部構造を概略的に示す縦断面図である。 固定子組立部の構造を概略的に示す斜視図である。 固定子組立部を負荷側から見たときの固定子組立部の構造を概略的に示す平面図である。 回転子の内部構造を概略的に示すＡ４−Ａ４断面図である。 回転子の負荷側の構造を概略的に示す側面図である。 回転子の反負荷側の構造を概略的に示す側面図である。 （ａ）は、第１のマグネットの負荷側の構造を概略的に示す側面図であり、（ｂ）は、第１のマグネットの内部構造を概略的に示すＡ７−Ａ７断面図であり、（ｃ）は、第１のマグネットの反負荷側の構造を概略的に示す側面図である。 第１のマグネットの構造を概略的に示す斜視図である。 （ａ）は、回転子マグネットの負荷側の構造を概略的に示す側面図であり、（ｂ）は、回転子マグネットの内部構造を概略的に示すＡ９−Ａ９断面図であり、（ｃ）は、回転子マグネットの反負荷側の構造を概略的に示す側面図である。 回転子マグネットの構造を概略的に示す斜視図である。 電動機の製造方法の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る空気調和機の構成の一例を示す図である。

以下に、本発明の実施の形態に係る電動機及び空気調和機を、図面に基づいて詳細に説明する。各実施の形態により本発明が限定されるものではない。
実施の形態１．

図１は、本発明の実施の形態１に係る電動機１００の内部構造を概略的に示す縦断面図である。
図２は、固定子組立部１０ａの構造を概略的に示す斜視図である。
図３は、固定子組立部１０ａを負荷側から見たときの固定子組立部１０ａの構造を概略的に示す平面図である。

電動機１００は、固定子１０と、回転子２０と、軸受３０ａ及び３０ｂと、ブラケット４０とを有する。固定子１０の径方向における内側には、空洞である中空部５０が形成されている。電動機１００は、例えば、ブラシレスＤＣモータ又はステッピングモータである。ブラケット４０は、固定子１０の軸方向における一端部（具体的には、固定子１０の負荷側）に取り付けられている。ブラケット４０は、例えば、金属製である。

本実施の形態では、軸線Ａ１は、シャフト２３と平行であり、回転子２０の回転中心である。さらに、軸線Ａ１は、後述する回転子マグネット２０ａ及び第１のマグネット２１の回転中心でもある。本実施の形態では、軸線Ａ１と平行な方向を“軸方向”という。さらに、軸方向に平行な負荷側方向を矢印Ｄ１で示し、負荷側方向とは逆方向である反負荷側方向を矢印Ｄ２で示す。さらに、固定子１０、回転子２０、回転子マグネット２０ａ、及び第１のマグネット２１の周方向を矢印Ｄ３で示す。

固定子１０に基板１４を取り付けることにより、固定子組立部１０ａが組み立てられる。固定子組立部１０ａは、モールド樹脂部１０ｂによって覆われている。固定子組立部１０ａ及びモールド樹脂部１０ｂを一体的に成形することにより、モールド固定子１０ｃが形成される。モールド樹脂部１０ｂの材料は、例えば、不飽和ポリエステルである熱硬化性樹脂などのモールド樹脂である。

図２に示されるように、固定子組立部１０ａは、固定子１０及び基板１４に加えて、基板押え部品１５と、複数の端子１６とを有する。

固定子１０は、環状に形成された固定子コア１１（図１）と、絶縁部１２と、コイル１３とを有する。

固定子コア１１は、環状に形成された複数の電磁鋼板によって形成される。具体的には、複数の電磁鋼板を積層することにより、固定子コア１１が形成される。したがって、固定子１０は、環状に形成されている。

絶縁部１２は、固定子コア１１に取り付けられている。絶縁部１２は、複数の突起１２ａを有する。絶縁部１２は、例えば、熱可塑性樹脂によって形成される成形品である。ただし、絶縁部１２を、熱可塑性樹脂によって固定子コア１１と一体成形することによって成形してもよい。熱可塑性樹脂は、例えばポリブチレンテレフタレート樹脂である。

コイル１３は、絶縁部１２に巻き付けられている。

基板１４は、複数の穴１４ａと、複数の端子挿入穴１４ｂとを有する。図３に示されるように、本実施の形態では、複数の磁気センサ１７が基板１４に取り付けられている。

絶縁部１２の各突起１２ａは、基板１４に形成された各穴１４ａに挿入される。各穴１４ａに挿入された各突起１２ａの先端を熱溶着することにより、各突起１２ａの先端が変形し、基板１４が絶縁部１２に取り付けられる。

図１に示されるように、基板１４は、固定子１０と同軸に固定子１０の反負荷側に取り付けられている。基板１４の強度を考慮して、固定子組立部１０ａは、低圧成形によってモールド成形されることが望ましい。そのため、モールド成形には不飽和ポリエステル樹脂のような熱硬化性樹脂が用いられることが望ましい。低圧成形により、基板１４の強度が弱い場合でも基板１４の形状を維持して固定子組立部１０ａをモールド成形することができる。

複数の穴１４ａ及び複数の端子挿入穴１４ｂは、基板１４の外縁部に形成されている。穴１４ａは、絶縁部１２の突起１２ａと嵌合し、基板１４が位置決めされる。

基板押え部品１５は、基板１４を挟んで固定子１０の反負荷側に取り付けられている。すなわち、基板押え部品１５は、基板１４を、固定子１０に押さえつけて固定する。

固定子組立部１０ａをモールド成形によって製作する際に、固定子組立部１０ａの構成要素はモールド金型に挿入される。この場合、モールド金型が閉じられると、基板押え部品１５がモールド金型に当接する。基板押え部品１５がモールド金型に当接することにより、モールド成形の圧力による基板１４の変形が抑制される。したがって、基板１４の変形に起因する基板１４上のはんだ接合部の剥離を防止することができ、電動機１００の品質が向上する。

各端子１６は、絶縁部１２に取り付けられ、各端子挿入穴１４ｂに挿入されている。各端子１６は、はんだによって基板１４及びコイル１３と電気的に接続されている。

磁気センサ１７は、回転子２０のセンサマグネット２５と対向するように基板１４上に配置されている。磁気センサ１７は、回転子２０の回転位置を検出するセンサ回路を有する。磁気センサ１７は、センサマグネット２５から発生される磁気、すなわち、磁界の向き（Ｎ極から発生される磁力線又はＳ極から発生される磁力線の向き）の切り替わりを検出し、回転子マグネット２０ａの回転位置（周方向における位置）を特定し、検出信号を出力する。すなわち、磁気センサ１７は、回転子２０の回転位置を特定し、検出信号を出力する。磁気センサ１７は、センサマグネット２５の磁極を検出してもよい。

検出信号は、電動機１００の外部、又は基板１４に備えられた駆動回路に入力される。電動機１００がブラシレスＤＣモータである場合、駆動回路は、検出信号を用いて、固定子１０に対する回転子マグネット２０ａの相対的な位置に応じてコイル１３の通電制御を行う。これにより電動機１００の高効率、且つ低騒音な駆動を行うことができる。

図４は、回転子２０の内部構造を概略的に示すＡ４−Ａ４断面図である。
図５は、回転子２０の負荷側の構造を概略的に示す側面図である。
図６は、回転子２０の反負荷側の構造を概略的に示す側面図である。

回転子２０は、第１のマグネット２１と、少なくとも１つの第２のマグネット２２と、シャフト２３と、回転子樹脂部２４と、センサマグネット２５とを有する。第１のマグネット２１及び少なくとも１つの第２のマグネット２２によって、回転子マグネット２０ａが組み立てられる。回転子２０は、固定子１０の径方向における内側に、ギャップ（エアギャップ）を介して回転可能に備えられる。本実施の形態では、回転子２０は極異方性を持つ。

回転子２０（具体的には、第１のマグネット２１）には、軸穴２０ｂが形成されている。軸穴２０ｂにシャフト２３が挿通されており、第１のマグネット２１（すなわち、回転子マグネット２０ａ）及びシャフト２３が互いに一体化されている。

シャフト２３は、一対の軸受３０ａ及び３０ｂに挿入されている（図１）。シャフト２３には、ローレット２３ａが形成されている。回転子２０は、軸受３０ａ及び３０ｂにシャフト２３が挿入された状態で、モールド固定子１０ｃの内側の中空部５０に挿入されている。

軸受３０ａは、回転子２０の反負荷側に配置されるように、モールド樹脂部１０ｂによって支持される。軸受３０ｂは、回転子２０の負荷側に配置されるように、ブラケット４０によって支持される。

回転子樹脂部２４は、内筒部２４ａと、複数のリブ２４ｂと、外筒部２４ｃとを有する。回転子樹脂部２４は、例えばポリブチレンテレフタレートのような熱可塑性樹脂を成形して形成される。回転子樹脂部２４によって、回転子マグネット２０ａと、シャフト２３と、センサマグネット２５とが一体的に成形される。

内筒部２４ａには、シャフト２３が挿通されている。本実施の形態では、８個のリブ２４ｂが、回転子２０の周方向に等間隔で形成されている。各リブ２４ｂは、シャフト２３の軸を中心として放射状に延在するように形成されている。各リブ２４ｂは、内筒部２４ａと外筒部２４ｃとを連結する。リブ２４ｂの数は、８個に限定されない。隣り合うリブ２４ｂ間には、空洞である中空部２４ｄが形成されている。

シャフト２３のローレット２３ａと内筒部２４ａとは、互いに接触しており、ローレット２３ａがシャフト２３の滑り止めとして機能する。

外筒部２４ｃは、内筒部２４ａの外側に形成されており、回転子マグネット２０ａの軸方向における両端面を覆う。したがって、回転子マグネット２０ａが、回転子樹脂部２４から抜けることが防止される。すなわち、回転子マグネット２０ａが、シャフト２３に対して軸方向に移動すること（軸方向のズレ）が防止される。さらに、外筒部２４ｃにより、第２のマグネット２２が回転子マグネット２０ａ（具体的には、第１のマグネット２１に形成された後述するマグネット保持部２１ａ）から外れることが防止される。さらに、回転子樹脂部２４を成形する際に、第１のマグネット２１の凹部２１ｂの内部及び台座２１ｄの周囲に外筒部２４ｃ（回転子樹脂部２４の材料としての樹脂）が充填され、回転子マグネット２０ａがシャフト２３に対して回転すること（周方向のズレ）が防止される。

図７（ａ）は、第１のマグネット２１の負荷側の構造を概略的に示す側面図である。
図７（ｂ）は、第１のマグネット２１の内部構造を概略的に示すＡ７−Ａ７断面図である。
図７（ｃ）は、第１のマグネット２１の反負荷側の構造を概略的に示す側面図である。
図８は、第１のマグネット２１の構造を概略的に示す斜視図である。

第１のマグネット２１は、第２のマグネット２２を保持する少なくとも１つのマグネット保持部２１ａ（“保持部”ともいう）と、複数の凹部２１ｂと、複数の切欠２１ｃと、台座２１ｄとを有する。

第１のマグネット２１は、フェライト磁石（例えば、フェライト粉末）を含有する熱可塑性樹脂を成形することにより形成されている。熱可塑性樹脂は、例えばポリアミドである。ただし、熱可塑性ではない樹脂を用いて第１のマグネット２１を形成してもよく、焼結磁石として第１のマグネット２１を形成してもよい。

第１のマグネット２１は、第１のマグネット２１の外周の磁束分布（周方向における磁束分布）が正弦波状になるように金型によって成形される。言い換えると、第１のマグネット２１は、極異方性を持つように成形及び磁化容易軸の配向が行われる。磁束分布を正弦波状にすることで、電動機１００の効率が向上するだけでなく、低騒音化することができる。

第１のマグネット２１は、環状に形成された環状マグネットである。第１のマグネット２１は、シャフト２３と同軸に形成されている。したがって、第１のマグネット２１の回転軸（回転中心）は、回転子２０の回転軸（回転中心）と同一である。第１のマグネット２１は、回転子マグネット２０ａの軸方向に互いに対向する第１の端面２１ｅ及び第２の端面２１ｆを有する。第１の端面２１ｅは、第１のマグネット２１の負荷側に形成された端面であり、第２の端面２１ｆは、第１のマグネット２１の反負荷側に形成された端面である。

少なくとも１つのマグネット保持部２１ａのうちの第１のマグネット保持部２１ａ（第１の保持部）は、１つの第２のマグネット２２を保持し、少なくとも１つのマグネット保持部２１ａのうちの第２のマグネット保持部２１ａ（第２の保持部）は、前記１つの第２のマグネットとは異なる他の第２のマグネット２２を保持する。本実施の形態では、第１のマグネット２１に、複数のマグネット保持部２１ａが形成されており、各マグネット保持部２１ａは、第２のマグネット２２を保持する。

第１のマグネット２１は、回転子２０の径方向（第１のマグネット２１の径方向）における外側端部に形成された外縁２１ｈを有し、各マグネット保持部２１ａは、外縁２１ｈの内側に、第１のマグネット２１の回転中心を中心として放射状に形成されている。本実施の形態では、各マグネット保持部２１ａは、第１の端面２１ｅと第２の端面２１ｆとの間を貫通する貫通孔である。ただし、複数のマグネット保持部２１ａのうち少なくとも１つのマグネット保持部２１ａが貫通孔でもよく、他のマグネット保持部２１ａは貫通していない穴でもよい。複数のマグネット保持部２１ａの各々は、互いに同軸に配列されている。

複数のマグネット保持部２１ａの各々は、回転子２０の周方向に互いに離間している。言い換えると、複数のマグネット保持部２１ａのうちの互いに隣接する第１のマグネット保持部２１ａ及び第２のマグネット保持部２１ａは、回転子２０の周方向に互いに離間している。互いに隣接するマグネット保持部２１ａの間には、連結部２１ｋが形成されている。

図７（ａ）に示されるように、周方向におけるマグネット保持部２１ａの中心位置Ｃ１は、周方向における磁極中心位置（複数の磁極のうちの１つの磁極の中心位置）である。周方向における磁極中心位置は、磁極の中心である磁極中心線Ｌ１が通る位置である。互いに隣接する磁極の間の位置（本実施の形態では、Ｎ極とＳ極との間の位置）は、“磁極間”であり、互いに隣接するマグネット保持部２１ａの間の部分（例えば、連結部２１ｋ）は、磁極間に形成されている。マグネット保持部２１ａの数は、回転子２０の極数に等しい。本実施の形態では、回転子マグネット２０ａは８極であるので、マグネット保持部２１ａの数は８個である。

第１のマグネット２１を軸方向に見た場合において、少なくとも１つのマグネット保持部２１ａの形状（すなわち、軸線Ａ１と直交する断面）は円弧形状である。言い換えると、少なくとも１つのマグネット保持部２１ａの縁（具体的には、周方向に延在する縁）は、円弧状部分２１ｍを有する。ただし、マグネット保持部２１ａの形状は、円弧形状に限られず、長方形などのような他の形状でもよい。本実施の形態では、複数のマグネット保持部２１ａの各々の形状は、互いに同一である。

第１のマグネット２１の第１の端面２１ｅには、周方向に等間隔で８個の凹部２１ｂが形成されている。各凹部２１ｂには、第１のマグネット２１の成形の際に、第１のマグネット２１の材料である熱可塑性樹脂が注入されるゲート口（図示しない）が備えられる。各凹部２１ｂの深さは、第１の端面２１ｅからゲート処理跡が突出しないように設定されることが望ましい。

本実施の形態では、凹部２１ｂは、第１のマグネット２１の周方向における磁極間に形成されている。言い換えると、凹部２１ｂは、連結部２１ｋに隣接するように形成されている。さらに言い換えると、凹部２１ｂは、互いに隣接する切欠２１ｃの間に形成されている。ただし、凹部２１ｂは、周方向における磁極中心線Ｌ１が通る位置に形成されてもよい。

第１のマグネット２１の内周面には、周方向に等間隔で８個の切欠２１ｃが形成される。第２のマグネット２２を成形する際に、金型の凸部を各切欠２１ｃに嵌め合わせることにより、周方向における位置決めを行うことができ、第１のマグネット２１と第２のマグネット２２との同軸精度を高めることができる。

切欠２１ｃは、軸方向（具体的には、負荷側方向Ｄ１）に向かうにつれて広がるテーパ状の切欠となるように形成されている。本実施の形態では、切欠２１ｃは、周方向における磁極中心位置（磁極中心線Ｌ１が通る位置）に形成されている。言い換えると、切欠２１ｃは、互いに隣接する凹部２１ｂの間に形成されている。ただし、切欠２１ｃは、周方向における磁極間に形成されてもよい。

第１のマグネット２１の第２の端面２１ｆには、周方向に等間隔で８個の台座２１ｄが形成されている。台座２１ｄは、センサマグネット２５の径方向における位置ずれを抑制する突起２１ｇを有する。台座２１ｄは、周方向における磁極間に形成される。ただし、台座２１ｄは、周方向における磁極中心位置に形成されてもよい。

センサマグネット２５は、磁気センサ１７によって検出される位置に配置されるように、金型によって回転子マグネット２０ａと一体的に成形される。本実施の形態では、センサマグネット２５は、回転子マグネット２０ａの軸方向における一端部（具体的には、回転子マグネット２０ａの反負荷側端部）に固定されている。

以下に、回転子マグネット２０ａ及び第２のマグネット２２についてより詳細に説明する。
図９（ａ）は、回転子マグネット２０ａの負荷側の構造を概略的に示す側面図である。
図９（ｂ）は、回転子マグネット２０ａの内部構造を概略的に示すＡ９−Ａ９断面図である。
図９（ｃ）は、回転子マグネット２０ａの反負荷側の構造を概略的に示す側面図である。
図１０は、回転子マグネット２０ａの構造を概略的に示す斜視図である。

回転子マグネット２０ａは、第１のマグネット２１及び第２のマグネット２２によって組み立てられる。少なくとも１つの第２のマグネット２２は、マグネット保持部２１ａによって保持されている。本実施の形態では、複数のマグネット保持部２１ａの各々に、第２のマグネット２２が挿入されており、固定されている。したがって、第１のマグネット２１及び複数の第２のマグネット２２は、互いに一体化されている。第１のマグネット２１には、回転子マグネット２０ａの回転中心を中心として放射状に、複数のマグネット保持部２１ａが形成されている。したがって、第２のマグネット２２は、回転子マグネット２０ａの回転中心を中心として放射状に、第１のマグネット２１に備えられている。

各マグネット保持部２１ａは周方向に互いに離間しているので、複数の第２のマグネット２２の各々も周方向に互いに離間するように配置されている。本実施の形態では、回転子マグネット２０ａが８極であるので、第２のマグネット２２の数は８個である。回転子マグネット２０ａの径方向における第２のマグネット２２の極の種類（すなわち、Ｎ極又はＳ極）が周方向に交互に異なるように、各第２のマグネット２２が配列される。

少なくとも１つの第２のマグネット２２の磁力は、第１のマグネット２１の磁力よりも大きい。少なくとも１つの第２のマグネット２２は、例えば、希土類磁石（例えば、希土類磁石粉末）を含有する熱可塑性樹脂を用いて形成されている。本実施の形態では、各第２のマグネット２２は、第１のマグネット２１の磁力よりも大きい磁力を持つ。本実施の形態では、第２のマグネット２２は、熱可塑性樹脂としてのポリアミドによって成形されたマグネット片である。すなわち、本実施の形態では、８個のマグネット片が、各マグネット保持部２１ａによって保持されている。ただし、熱可塑性樹脂以外の樹脂を用いて第２のマグネット２２を形成してもよく、焼結磁石として第２のマグネット２２を形成してもよい。

第２のマグネット２２は、金型によって第１のマグネット２１と一体化されるように成形される。回転子マグネット２０ａが極異方性を持つように、金型を用いて第１のマグネット２１及び第２のマグネット２２の成形及び磁化容易軸の配向が行われるので、回転子マグネット２０ａの外周の磁束分布（周方向における磁束分布）は正弦波状になる。磁束分布を正弦波状にすることで、電動機１００の効率が向上するだけでなく、低騒音化することができる。

第２のマグネット２２は、マグネット保持部２１ａ内に固定され、第１のマグネット２１と一体化されるので、第１のマグネット２１から外れることが防止される。さらに、一体成形によって、第２のマグネット２２とマグネット保持部２１ａとの間のクリアランスが低減されるので、マグネット保持部２１ａ内における第２のマグネット２２のがたつきが防止される。第２のマグネット２２とマグネット保持部２１ａ（具体的には、マグネット保持部２１ａの内壁）との間（例えば、クリアランス）に、クリアランスを低減するための樹脂（例えば、回転子樹脂部２４の材料としての熱可塑性樹脂）を備えるようにしてもよい。

回転子マグネット２０ａを軸方向に見た場合において、少なくとも１つの第２のマグネット２２の形状（すなわち、軸線Ａ１と直交する断面）は円弧形状である。言い換えると、少なくとも１つの第２のマグネット２２の外縁（具体的には、周方向に延在する外縁）は、円弧状部分２２ａを有する。少なくとも１つの第２のマグネット２２の軸方向における長さは、第１のマグネット２１の軸方向における長さと同一であることが望ましい。複数の第２のマグネット２２の各々の形状は、互いに異なっていてもよく、複数の第２のマグネット２２の各々の軸方向における長さは、互いに異なっていてもよい。本実施の形態では、複数の第２のマグネット２２の各々の軸方向における長さは、第１のマグネット２１の軸方向における長さと同一であり、各第２のマグネット２２の形状は、互いに同一である。

本実施の形態では、複数のマグネット保持部２１ａの各々は、互いに同軸に配列されているので、複数の第２のマグネット２２の各々は、互いに同軸に配列されている。したがって、複数の第２のマグネット２２は、第１のマグネット２１と同軸に配列されている。

回転子マグネット２０ａは、複数の磁極（第１の磁極であるＮ極、及び第２の磁極であるＳ極）を有する。回転子マグネット２０ａにおいて、Ｎ極（第１の磁極）及びＳ極（第２の磁極）が、回転子マグネット２０ａの周方向に交互に配列されている。回転子マグネット２０ａにおいて周方向に隣り合う磁極の間、すなわち、第１の磁極と第２の磁極との間が“磁極間”である。本実施の形態では、回転子マグネット２０ａは、８極となるように着磁されている。すなわち、回転子２０の磁極数（回転子マグネット２０ａの磁極数）は８個である。ただし、回転子２０（回転子マグネット２０ａ）の磁極数は、８個に限られない。

電動機１００の製造方法の一例について以下に説明する。
図１１は、電動機１００の製造方法の一例を示すフローチャートである。電動機１００の製造方法は、以下に説明されるステップを含む。

ステップ１において、シャフト２３の加工を行う。さらに、センサマグネット２５の成形を行い、その成形後にセンサマグネット２５の脱磁を行う。

ステップ２において、例えば、金型を用いて第１のマグネット２１の成形を行い、第２のマグネット２２を保持するマグネット保持部２１ａを第１のマグネット２１に形成する。マグネット保持部２１ａの形成後、第１のマグネット２１の脱磁を行う。

ステップ３において、例えば、金型を用いて第２のマグネット２２の成形を行い、第１のマグネット２１及び第２のマグネット２２を用いて回転子マグネット２０ａを製作する。その製作後に、回転子マグネット２０ａの脱磁を行う。回転子マグネット２０ａの成形は、マグネット保持部２１ａに、第２のマグネット２２の材料を流し込んで一体成形する方法に限られず、第２のマグネット２２を予め成形し、成形された第２のマグネット２２をマグネット保持部２１ａに挿入し、マグネット保持部２１ａ内に固定してもよい。

ステップ４において、回転子マグネット２０ａ、シャフト２３、及びセンサマグネット２５を金型に配置する。本実施の形態では、回転子マグネット２０ａが極異方性を持つように、成形及び磁化容易軸の配向が可能な金型が用いられる。

ステップ５において、熱可塑性樹脂により、金型に配置された回転子マグネット２０ａ及びセンサマグネット２５を一体的に成形し、回転子２０を形成する。

ステップ６において、回転子２０の着磁を行う。例えば、回転子２０が極異方性を持つように、回転子マグネット２０ａ（第１のマグネット２１及び第２のマグネット２２）の磁化容易軸の配向が行われる。

ステップ７において、回転子２０（具体的には、シャフト２３）に軸受３０ａ及び３０ｂを取り付ける。
以上に説明した各ステップにより、回転子２０を製造することができる。

ステップ８では、固定子１０を製作する。具体的には、複数の電磁鋼板を積層して固定子コア１１を製作し、固定子コア１１に絶縁部１２を取り付け、コイル１３を絶縁部１２に巻き付け、固定子１０を製作する。

ステップ９では、固定子１０に基板１４を取り付けて固定子組立部１０ａを製作し、固定子組立部１０ａ及びモールド樹脂部１０ｂを一体的に成形することにより、モールド固定子１０ｃを製作する。

ステップ１０では、モールド固定子１０ｃ（具体的には、固定子１０）の内側に、固定子１０と回転子２０との間にギャップが形成されるように回転子２０を挿入する。さらに、モールド固定子１０ｃ（具体的には、固定子１０）の負荷側に、ブラケット４０を嵌め込む。
以上に説明した工程により電動機１００が組み立てられる。

実施の形態１に係る電動機１００及び電動機１００の製造方法による効果について以下に説明する。
一般に、希土類磁石は、高温環境下において減磁しやすい特性を持つ。そのため、固定子から発生される熱及び磁力などの影響を低減するため、固定子と回転子との間のギャップを大きくすることが望ましい。その一方、ギャップを大きくすると、電動機の効率が下がるという問題がある。そこで、実施の形態１に係る電動機１００では、フェライト磁石が含有された第１のマグネット２１に、希土類磁石が含有された第２のマグネット２２を保持するマグネット保持部２１ａが形成されており、第１のマグネット２１の磁力よりも大きい磁力を持つ第２のマグネット２２が、そのマグネット保持部２１ａによって保持されている。これにより、固定子１０と回転子２０との間のギャップを大きくした場合であっても、希土類磁石を含む第２のマグネット２２の減磁を抑制しながらも、電動機１００の効率の低下を抑制することができる。

さらに、マグネット保持部２１ａは、回転子２０の径方向における外側端部（具体的には、第１のマグネット２１の外縁２１ｈ）の内側に形成されている。すなわち、回転子２０の径方向における第２のマグネット２２の外側（固定子１０と第２のマグネット２２との間）に第１のマグネット２１が備えられているので、第２のマグネット２２による磁力を、第１のマグネット２１の磁力によって補うことができる。その結果、回転子マグネット２０ａの磁力の低下を抑制することができるので、電動機１００の出力低下及び効率低下が抑制され、電動機１００の性能を向上させることができる。

一般に、回転子に希土類磁石を用いた場合、磁極間において減磁が発生しやすい。本実施の形態では、互いに隣接する第１及び第２のマグネット保持部２１ａは、回転子２０の周方向に互いに離間しているため、磁極間に希土類磁石を含む第２のマグネット２２が配置されていない。したがって、回転子２０のうち、特に磁極間における減磁を抑制することが可能である。

さらに、互いに隣接する第１及び第２のマグネット保持部２１ａは、回転子２０の周方向に互いに離間するように形成されており、各第２のマグネット２２が互いに離間するように各マグネット保持部２１ａに配置されている。したがって、第２のマグネット２２（例えば、希土類磁石）の使用量が削減されるので、回転子２０のコストを低減することができる。

回転子樹脂部２４の外筒部２４ｃは、回転子マグネット２０ａの軸方向における両端面を覆うので、第２のマグネット２２が回転子マグネット２０ａ（具体的には、マグネット保持部２１ａ）から外れることを防ぐことができる。

第２のマグネット２２とマグネット保持部２１ａとの間（例えば、クリアランス）に樹脂を備えることにより、第２のマグネット２２のがたつきを防ぐことができる。例えば、回転子樹脂部２４を成形する際に、第２のマグネット２２とマグネット保持部２１ａとの間（例えば、クリアランス）に回転子樹脂部２４の材料が入り込むように回転子樹脂部２４を成形してもよい。これにより、クリアランスが低減されるので、第２のマグネット２２のがたつきを防ぐことができる。

回転子２０が極異方性を持つように第１のマグネット２１及び第２のマグネット２２の磁化容易軸が配向されているので、回転子マグネット２０ａの外周の磁束分布が正弦波状になり、電動機１００の効率が上がり、低騒音化することができる。

本実施の形態では、回転子マグネット２０ａの磁極数は８個であるが、この例に限定されず、任意の偶数であればよい。例えば、回転子マグネット２０ａの磁極数が偶数である場合、回転子マグネット２０ａの磁極数と第２のマグネット２２の数が同じであればよい。

本実施の形態では、第１のマグネット２１及び第２のマグネット２２は、熱可塑性樹脂を成形することによって形成される。ただし、第１のマグネット２１及び第２のマグネット２２を焼結磁石として形成してもよい。焼結磁石として形成された第１のマグネット２１及び第２のマグネット２２によって回転子マグネット２０ａを組み立てた場合でも上記で説明した効果と同様の効果が得られる。

実施の形態に係る電動機１００の製造方法によれば、固定子１０と回転子２０との間のギャップを大きく設定した場合であっても、希土類磁石を含む第２のマグネット２２の減磁が抑制される位置に第２のマグネット２２を配置し、第１のマグネット２１及び第２のマグネット２２を一体的に成形することができる。その結果、効率の低下が抑制された電動機１００を製造することができる。さらに、第１のマグネット２１及び第２のマグネット２２が一体的に成形されるので、電動機１００の製造工程を削減することができ、電動機１００のコストを低減することができる。

実施の形態２．
図１２は、本発明の実施の形態２に係る空気調和機３００の構成の一例を示す図である。
空気調和機３００は、室内機３１０と、室内機３１０に接続される室外機３２０とを備える。室内機３１０には図示しない室内機用送風機が搭載され、室外機３２０には室外機用送風機３３０が搭載されている。

本実施の形態では、室外機用送風機３３０及び室内機用送風機には、その駆動源として実施の形態１の電動機１００が使用されている。だたし、空気調和機３００は、実施の形態１の電動機１００を、室内機３１０及び室外機３２０の少なくとも１つに備えてもよい。

したがって、空気調和機３００は、実施の形態１で説明した効果と同様の効果を得ることができる。さらに、空気調和機３００の主用部品である室外機用送風機３３０及び室内機用送風機に電動機１００を用いることにより、性能と品質が向上した空気調和機３００を得ることが可能となる。

実施の形態１の電動機１００は、空気調和機３００以外の電気機器に搭載することもでき、この場合も、実施の形態１及び２で説明した効果と同様の効果を得ることができる。

以上に説明した各実施の形態における特徴は、互いに適宜組み合わせることができる。

以上の各実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略又は変更することも可能である。

１０ 固定子、 １０ａ 固定子組立部、 １０ｂ モールド樹脂部、 １０ｃ モールド固定子、 １１ 固定子コア、 １２ 絶縁部、 １３ コイル、 １４ 基板、 １５ 基板押え部品、 １６ 端子、 ２０ 回転子、 ２０ａ 回転子マグネット、 ２０ｂ 軸穴、 ２１ 第１のマグネット、 ２１ａ マグネット保持部、 ２１ｂ 凹部、 ２１ｃ 切欠、 ２１ｄ 台座、 ２１ｅ 第１の端面、 ２１ｆ 第２の端面、 ２１ｇ 突起、 ２１ｈ 外縁、 ２１ｋ 連結部、 ２１ｍ 円弧状部分、 ２２ 第２のマグネット、 ２２ａ 円弧状部分、 ２３ シャフト、 ２４ 回転子樹脂部、 ２５ センサマグネット、 ３０ａ，３０ｂ 軸受、 ４０ ブラケット、 ５０ 中空部、 １００ 電動機、 ３００ 空気調和機、 ３１０ 室内機、 ３２０ 室外機。

本発明の電動機は、固定子と、前記固定子の内側に備えられ、第１のマグネット及び前記第１のマグネットの磁力より大きい第２のマグネットから構成された回転子とを備え、前記第１のマグネットは、貫通孔を有し、前記第２のマグネットは、前記貫通孔に挿通され、固定されている。

Claims (14)

1. 固定子と、
   前記固定子の内側に備えられ、第１のマグネット及び少なくとも１つの第２のマグネットを有する回転子と
   を備え、
   前記第１のマグネットは、前記少なくとも１つの第２のマグネットを保持する少なくとも１つの保持部を有し、
   前記少なくとも１つの第２のマグネットは、前記少なくとも１つの保持部によって保持されており、
   前記少なくとも１つの第２のマグネットの磁力は、前記第１のマグネットの磁力よりも大きい
   電動機。
2. 前記第１のマグネットは、環状に形成されている請求項１に記載の電動機。
3. 前記第１のマグネットは、前記回転子の径方向における外側端部に形成された外縁を有し、
   前記少なくとも１つの保持部は、前記回転子の径方向における前記外縁の内側に形成されている
   請求項１又は２に記載の電動機。
4. 前記回転子は、極異方性を持つ請求項１から３のいずれか１項に記載の電動機。
5. 前記少なくとも１つの第２のマグネットの外縁は、円弧状部分を有する請求項１から４のいずれか１項に記載の電動機。
6. 前記第１のマグネットは、フェライト磁石を含有する請求項１から５のいずれか１項に記載の電動機。
7. 前記少なくとも１つの第２のマグネットは、希土類磁石を含有する請求項１から６のいずれか１項に記載の電動機。
8. 前記少なくとも１つの保持部は、貫通孔である請求項１から７のいずれか１項に記載の電動機。
9. 前記少なくとも１つの第２のマグネットと前記少なくとも１つの保持部の内壁との間に樹脂が備えられた請求項１から８のいずれか１項に記載の電動機。
10. 前記少なくとも１つの保持部のうちの第１の保持部は、前記少なくとも１つの第２のマグネットのうちの１つの第２のマグネットを保持し、
    前記少なくとも１つの保持部のうちの第２の保持部は、前記１つの第２のマグネットとは異なる他の第２のマグネットを保持する
    請求項１から９のいずれか１項に記載の電動機。
11. 互いに隣接する前記第１の保持部及び前記第２の保持部は、前記回転子の周方向に互いに離間している請求項１０に記載の電動機。
12. 室内機と前記室内機に接続された室外機とを備え、
    前記室内機及び前記室外機の少なくとも１つに、請求項１から１１のいずれか１項に記載の電動機が備えられた
    空気調和機。
13. 第１のマグネット及び少なくとも１つの第２のマグネットを備える回転子であって、
    前記第１のマグネットは、前記少なくとも１つの第２のマグネットを保持する少なくとも１つの保持部を有し、
    前記少なくとも１つの第２のマグネットは、前記少なくとも１つの保持部によって保持されており、
    前記少なくとも１つの第２のマグネットの磁力は、前記第１のマグネットの磁力よりも大きい
    回転子。
14. 第１及び第２のマグネットを有する回転子と、固定子とを備える電動機の製造方法であって、
    前記第１のマグネットを成形し、前記第２のマグネットを保持する保持部を、前記第１のマグネットに形成するステップと、
    前記保持部に、前記第１のマグネットの磁力よりも大きい磁力を持つ前記第２のマグネットを成形するステップと、
    前記第１及び第２のマグネットを用いて前記回転子を形成するステップと、
    前記固定子の内側に前記回転子を挿入するステップと
    を備える電動機の製造方法。

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