JPWO2020090007A1 - 回転子、コンシクエントポール型回転子、電動機、送風機、冷凍空調装置、回転子の製造方法、及びコンシクエントポール型回転子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1に開示されたコンシクエントポール型回転子では、各永久磁石からの磁束が、互いに隣接する2つの永久磁石の間の領域に流れ込みやすい。すなわち、漏れ磁束が増加しやすい。その結果、電動機のトルクが低下しやすいという問題がある。
そのため、特許文献2に開示された回転子では、回転子鉄心が、内側磁極部と外側磁極部とに分けられている。周方向における外側磁極部の外側には、空間が形成されているので、漏れ磁束が低減される。
各図に示されるxyz直交座標系において、z軸方向(z軸)は、電動機1の軸線Axと平行な方向を示し、x軸方向(x軸)は、z軸方向(z軸)に直交する方向を示し、y軸方向(y軸)は、z軸方向及びx軸方向の両方に直交する方向を示す。軸線Axは、回転子3の回転中心である。軸線Axと平行な方向は、「回転子3の軸方向」又は単に「軸方向」ともいう。径方向は、回転子3の半径方向であり、軸線Axと直交する方向である。xy平面は、軸方向と直交する平面である。矢印D1は、軸線Axを中心とする周方向(以下、単に「周方向」ともいう)を示す。
図2は、xy平面における電動機1の構造を概略的に示す断面図である。図2では、固定子2からモールド樹脂23が外されている。
図4は、図3において破線で示される領域E1の構造を示す拡大図である。
図5は、環状に配列された複数の分割鉄心部20aを示す図である。
図6は、図5において破線で示される領域E2の構造を示す拡大図である。
図7は、回転子3の構造を概略的に示す断面図である。
図8は、鉄心31の構造を概略的に示す図である。
鉄心31は、少なくとも1つのスリット34と、少なくとも1つのかしめ部39とを有する。上述のように、鉄心31に形成されたスリット34の数は、回転子3の磁極の数の半分である。すなわち、本実施の形態では、5つのスリット34が鉄心31に形成されている。xy平面において、各スリット34の周囲は鉄心31の電磁鋼板で囲まれている。xy平面において、鉄心31に形成された各スリット34の長手方向における長さは、永久磁石36の長手方向における長さよりも長い。
図9は、鉄心32の構造を概略的に示す図である。
鉄心32は、内側鉄心部32aと、少なくとも1つの外側鉄心部32bと、少なくとも1つのスリット34とを有する。鉄心31と同様に、鉄心32に形成されたスリット34の数は、回転子3の磁極の数の半分である。すなわち、本実施の形態では、5つのスリット34が鉄心32に形成されている。xy平面において、各スリット34の長手方向における長さは、永久磁石36の長手方向における長さよりも長い。
図10は、鉄心33の構造を概略的に示す図である。
鉄心33は、内側鉄心部33a(第2内側鉄心部ともいう)と、少なくとも1つの外側鉄心部33b(第2外側鉄心部ともいう)と、少なくとも1つのスリット34とを有する。鉄心31及び鉄心32と同様に、鉄心33に形成されたスリット34の数は、回転子3の磁極の数の半分である。すなわち、本実施の形態では、5つのスリット34が鉄心33に形成されている。xy平面において、各スリット34の長手方向における長さは、永久磁石36の長手方向における長さよりも長い。
図11は、鉄心31の他の例を示す図である。
図7に示される2つの鉄心31の内の一方は、図11に示されるように、少なくとも1つの突起31aを有してもよい。図11に示される例では、突起31aは、第1鉄心としての鉄心31に形成されたスリット34の内壁に、径方向に突出するように形成されている。突起31aは、軸方向において永久磁石36に対向する。これにより、例えば、回転子3の製造工程において、永久磁石36を第5鉄心としての鉄心31のスリット34から回転子鉄心30内に挿入したときに、永久磁石36が第1鉄心としての鉄心31のスリット34から落下することを防ぐことができる。
図12は、鉄心32の他の例を示す図である。図12に示される例では、各外側鉄心部32bは、周方向において永久磁石36と対向する少なくとも1つの突起32cを有する。各突起32cは、永久磁石36に当接していることが望ましい。これにより、永久磁石36の位置がスリット34内でしっかり固定される。一方、内側鉄心部32aの各凹部321には、突起32cが形成されていない。
図13は、鉄心32のさらに他の例を示す図である。図13に示される例では、内側鉄心部32aは、周方向において永久磁石36と対向する少なくとも1つの突起32cを有する。各突起32cは、永久磁石36に当接していることが望ましい。これにより、永久磁石36の位置がスリット34内でしっかり固定される。一方、外側鉄心部32bには、突起32cが形成されていない。
図16は、回転子鉄心30の他の例を示す断面図である。
変形例1では、回転子鉄心30の複数の鉄心の配列が、実施の形態1で説明した回転子鉄心30と異なる。図16に示される回転子鉄心30は、図7に示される回転子鉄心30の代わりに回転子3に適用できる。
図17は、回転子鉄心30のさらに他の例を示す断面図である。
変形例2では、回転子鉄心30の複数の鉄心の配列が、実施の形態1で説明した回転子鉄心30と異なる。図17に示される回転子鉄心30は、図7に示される回転子鉄心30の代わりに回転子3に適用できる。
図18は、回転子3の製造工程の一例を示すフローチャートである。
ステップS14では、樹脂38(すなわち、樹脂38a,38b,及び38c)を成形する。具体的には、図19に示されるように、回転子鉄心30の一端側から、回転子鉄心30内に樹脂40を注入する。図19及び図20に示される例では、樹脂注入口41から貫通孔35内に樹脂40を注入する。樹脂40を注入するとき、回転子鉄心30の一端側から他端側に向けて樹脂40を強く噴出させることが望ましい。これにより、回転子鉄心30の電磁鋼板間の空隙の発生を抑制することができる。
図21は、比較例としてのコンシクエントポール型回転子である回転子70の構造を概略的に示す図である。
図22は、図21に示される回転子の一部の構造を示す拡大図である。
図21及び図22に示される「N」はN極を示し、「S」はS極を示す。
図23は、本発明の実施の形態2に係るファン60の構造を概略的に示す図である。
ファン60は、羽根61と、羽根61を回転させる電動機62とを有する。ファン60は、送風機とも言う。電動機62は、実施の形態1に係る電動機1である。羽根61は、電動機62のシャフト(例えば、実施の形態1におけるシャフト37)に固定されている。羽根61は、電動機62によって駆動される。電動機62が駆動すると、羽根61が回転し、気流が生成される。これにより、ファン60は送風することができる。
本発明の実施の形態3に係る空気調和機50(冷凍空調装置又は冷凍サイクル装置ともいう)について説明する。
図24は、実施の形態3に係る空気調和機50の構成を概略的に示す図である。
本発明の他の態様に係る回転子は、軸方向に延在するスリットを有する複数の鉄心と前記スリットに配置された永久磁石とを有する回転子であって、前記スリットを有する、前記複数の鉄心の内の第1鉄心と、前記スリットと、径方向における前記スリットの内側に位置する第1内側鉄心部と、前記第1内側鉄心部から分離されており前記径方向における前記スリットの外側に位置する第1外側鉄心部とを有する、前記複数の鉄心の内の第2鉄心と、前記スリットと、前記径方向における前記スリットの内側に位置する第2内側鉄心部と、前記第2内側鉄心部から分離されており前記径方向における前記スリットの外側に位置する第2外側鉄心部とを有する、前記複数の鉄心の内の第3鉄心とを備え、前記第1鉄心、前記第2鉄心、及び前記第3鉄心は、前記軸方向に積層されており、前記第1内側鉄心部及び前記第1外側鉄心部の少なくとも一方は、周方向において前記永久磁石と対向する突起を有する。
Claims (19)
- 軸方向に延在するスリットを有する複数の鉄心と前記スリットに配置された永久磁石とを有するコンシクエントポール型回転子であって、
前記スリットを有する、前記複数の鉄心の内の第1鉄心と、
前記スリットと、径方向における前記スリットの内側に位置する第1内側鉄心部と、前記第1内側鉄心部から分離されており前記径方向における前記スリットの外側に位置する第1外側鉄心部とを有する、前記複数の鉄心の内の第2鉄心と、
前記スリットと、前記径方向における前記スリットの内側に位置する第2内側鉄心部と、前記第2内側鉄心部から分離されており前記径方向における前記スリットの外側に位置する第2外側鉄心部とを有する、前記複数の鉄心の内の第3鉄心と
を備え、
前記第1鉄心、前記第2鉄心、及び前記第3鉄心は、前記軸方向に積層されており、
前記第1内側鉄心部及び前記第1外側鉄心部の少なくとも一方は、周方向において前記永久磁石と対向する突起を有する
コンシクエントポール型回転子。 - 前記軸方向と直交する平面において、前記第3鉄心に形成された前記スリットは、前記コンシクエントポール型回転子の外部に通じている請求項1に記載のコンシクエントポール型回転子。
- 前記軸方向と直交する平面において、前記第3鉄心に形成された前記スリットに配置された前記永久磁石の長手方向における両端部は、前記コンシクエントポール型回転子の外部に通じている請求項1又は2に記載のコンシクエントポール型回転子。
- 前記軸方向における前記第1鉄心の厚みの総和をL1とし、前記軸方向における前記第2鉄心の厚みの総和をL2とし、前記軸方向における前記第3鉄心の厚みの総和をL3としたとき、L1≦L2<L3を満たす請求項1から3のいずれか1項に記載のコンシクエントポール型回転子。
- 前記第1鉄心、前記第2鉄心、及び前記第3鉄心は、前記軸方向において前記第1鉄心、前記第2鉄心、及び前記第3鉄心の順に積層されている請求項1から4のいずれか1項に記載のコンシクエントポール型回転子。
- 前記第2鉄心は、前記第1鉄心と前記第3鉄心との間に配置されている請求項1から5のいずれか1項に記載のコンシクエントポール型回転子。
- 前記永久磁石は、前記第2鉄心及び前記第3鉄心に形成された前記スリットに配置されており、前記第1鉄心に形成された前記スリットに配置されていない請求項1から6のいずれか1項に記載のコンシクエントポール型回転子。
- 前記スリットと、前記径方向における前記スリットの内側に位置する第3内側鉄心部と、前記第3内側鉄心部から分離されており前記径方向における前記スリットの外側に位置する第3外側鉄心部とを有する、前記複数の鉄心の内の第4鉄心と、
前記スリットを有する、前記複数の鉄心の内の第5鉄心と
をさらに備え、
前記第1鉄心、前記第2鉄心、前記第3鉄心、前記第4鉄心、及び前記第5鉄心は、前記軸方向において前記第1鉄心、前記第2鉄心、前記第3鉄心、前記第4鉄心、及び前記第5鉄心の順に積層されており、
前記第3内側鉄心部及び前記第3外側鉄心部の少なくとも一方は、前記周方向において前記永久磁石と対向する突起を有する
請求項1から7のいずれか1項に記載のコンシクエントポール型回転子。 - 前記スリットと、前記径方向における前記スリットの内側に位置する第3内側鉄心部と、前記第3内側鉄心部から分離されており前記径方向における前記スリットの外側に位置する第3外側鉄心部とを有する、前記複数の鉄心の内の第4鉄心と、
前記スリットと、前記径方向における前記スリットの内側に位置する第4内側鉄心部と、前記第4内側鉄心部から分離されており前記径方向における前記スリットの外側に位置する第4外側鉄心部とを有する、前記複数の鉄心の内の第5鉄心と、
前記スリットと、前記径方向における前記スリットの内側に位置する第5内側鉄心部と、前記第5内側鉄心部から分離されており前記径方向における前記スリットの外側に位置する第5外側鉄心部とを有する、前記複数の鉄心の内の第6鉄心と、
前記スリットを有する、前記複数の鉄心の内の第7鉄心と
をさらに備え、
前記第1鉄心、前記第2鉄心、前記第3鉄心、前記第4鉄心、前記第5鉄心、前記第6鉄心、及び前記第7鉄心は、前記軸方向において前記第1鉄心、前記第2鉄心、前記第3鉄心、前記第4鉄心、前記第5鉄心、前記第6鉄心、及び前記第7鉄心の順に積層されており、
前記第3内側鉄心部及び前記第3外側鉄心部の少なくとも一方は、前記周方向において前記永久磁石と対向する突起を有し、
前記第5内側鉄心部及び前記第5外側鉄心部の少なくとも一方は、前記周方向において前記永久磁石と対向する突起を有する
請求項1から7のいずれか1項に記載のコンシクエントポール型回転子。 - 前記スリットを有する、前記複数の鉄心の内の第4鉄心と、
前記スリットと、前記径方向における前記スリットの内側に位置する第3内側鉄心部と、前記第3内側鉄心部から分離されており前記径方向における前記スリットの外側に位置する第3外側鉄心部とを有する、前記複数の鉄心の内の第5鉄心と、
前記スリットと、前記径方向における前記スリットの内側に位置する第4内側鉄心部と、前記第4内側鉄心部から分離されており前記径方向における前記スリットの外側に位置する第4外側鉄心部とを有する、前記複数の鉄心の内の第6鉄心と、
前記スリットを有する、前記複数の鉄心の内の第7鉄心と
をさらに備え、
前記第1鉄心、前記第2鉄心、前記第3鉄心、前記第4鉄心、前記第5鉄心、前記第6鉄心、及び前記第7鉄心は、前記軸方向において前記第1鉄心、前記第2鉄心、前記第3鉄心、前記第4鉄心、前記第5鉄心、前記第6鉄心、及び前記第7鉄心の順に積層されており、
前記第4内側鉄心部及び前記第4外側鉄心部の少なくとも一方は、前記周方向において前記永久磁石と対向する突起を有する
請求項1から7のいずれか1項に記載のコンシクエントポール型回転子。 - 前記軸方向と直交する平面において、前記第1鉄心に形成された前記スリットの長手方向における長さは、前記平面における前記永久磁石の長手方向における長さよりも長い請求項1から10のいずれか1項に記載のコンシクエントポール型回転子。
- 前記軸方向において前記永久磁石に対向する突起が、前記第1鉄心に形成された前記スリットの内壁に形成されている請求項1から11のいずれか1項に記載のコンシクエントポール型回転子。
- 前記第1鉄心、前記第2鉄心、及び前記第3鉄心を含む回転子鉄心と、
前記回転子鉄心内に固定されたシャフトと、
前記回転子鉄心の内周面と前記シャフトとの間に充填されていると共に、前記スリットの内壁と前記永久磁石との間に充填されている樹脂と
をさらに備えた請求項1から12のいずれか1項に記載のコンシクエントポール型回転子。 - 前記第1鉄心、前記第2鉄心、及び前記第3鉄心を含む回転子鉄心を有する請求項1から12のいずれか1項に記載のコンシクエントポール型回転子。
- 固定子鉄心と、
前記固定子鉄心の内側に回転可能に配置された、請求項1から14のいずれか1項に記載のコンシクエントポール型回転子と
を備えた電動機。 - 固定子鉄心と、
前記固定子鉄心の内側に回転可能に配置された、請求項14に記載のコンシクエントポール型回転子と
を備え、
前記軸方向において、前記回転子鉄心は、前記固定子鉄心よりも長く、
前記軸方向において、前記第1鉄心は前記回転子鉄心の端部に配置されており、
前記径方向において、前記第1鉄心は、前記固定子鉄心と対向しない
電動機。 - 請求項15又は16に記載の電動機と、
前記電動機によって駆動される羽根と
を備える送風機。 - 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つは請求項15又は16に記載の電動機を有する
冷凍空調装置。 - 軸方向に延在するスリットを有する複数の鉄心と前記スリットに配置された永久磁石とを有するコンシクエントポール型回転子の製造方法であって、
前記スリットを有する、前記複数の鉄心の内の第1鉄心を作製するステップと、
前記スリットと、径方向における前記スリットの内側に位置する第1内側鉄心部と、前記第1内側鉄心部から分離されており前記径方向における前記スリットの外側に位置する第1外側鉄心部とを有する、前記複数の鉄心の内の第2鉄心を作製するステップと、
前記第2鉄心を前記第1鉄心に積層するステップと、
前記第2鉄心を前記第1鉄心にかしめで固定するステップと、
前記スリットと、前記径方向における前記スリットの内側に位置する第2内側鉄心部と、前記第2内側鉄心部から分離されており前記径方向における前記スリットの外側に位置する第2外側鉄心部とを有する、前記複数の鉄心の内の第3鉄心を作製するステップと、
前記第3鉄心を前記第2鉄心に積層するステップと、
前記第3鉄心を前記第2鉄心にかしめで固定するステップと、
永久磁石を前記スリットに挿入するステップと
を備えるコンシクエントポール型回転子の製造方法。
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