KR20180117674A - 전동기 및 공기 조화기 - Google Patents

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KR20180117674A
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미네오 야마모토
히로유키 이시이
히로키 아소
준이치로 오야
유토 우라베
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

전동기(100)는, 환형상의 고정자(40)와, 고정자(40)의 내측에 배치된 환형상의 회전자 코어와 회전자 코어의 내부에 배치되어 회전자 코어의 둘레방향으로 배열된 복수의 영구자석을 갖는 컨시퀀트 폴형의 회전자(20)를 구비하고, 고정자(40)는, 불포화폴리에스테르 수지로 덮여 있다. 이에 의해 전동기(100)는 저비용화, 저진동화 및 저소음화를 실현할 수 있고, 모든 자극을 영구자석(11)으로 형성한 경우에 비하여, 영구자석(11)의 사용량과 가공비를 저감할 수 있다.

Description

전동기 및 공기 조화기
본 발명은, 컨시퀀트 폴형(consequent pole type)의 회전자를 구비한 전동기 및 전동기를 구비한 공기 조화기에 관한 것이다.
종래, 공기 조화기의 에너지 절약성을 향상시키기 위해, 공기 조화기의 압축기에 탑재되는 전동기의 영구자석에는, 네오듐 소결 자석과 같은 에너지 밀도가 높은 희토류 자석이 일반적으로 사용되고 있다. 또한 공기 조화기의 팬용으로, 네오듐 소결 자석을 사용한 전동기가 개발되어 있다. 이와 같은 영구자석은 귀중한 희토류 원소를 함유하고 있기 때문에 고가이다. 그 때문에 영구자석의 사용량 및 가공비를 저감하여 비용을 내리고 싶다는 요구는 강하다.
영구자석은 일반적으로, 블록형상의 덩어리를 절삭하여 지정하는 형상으로 가공한다. 그 때문에, 전동기에 사용되는 영구자석의 갯수가 많을수록, 가공비가 증가한다. 전동기에 사용되는 영구자석의 갯수를 삭감하는 방법으로서, 회전자를 이른바 컨시퀀트 폴로 구성하는 방법이 있다.
특허 문헌 1에 개시된 컨시퀀트 폴형의 회전자에서는, 영구자석에 의한 자석 자극과 영구자석에 의하지 않고서 코어재로 형성되는 돌극(突極)이 둘레방향으로 교호로 배열된다. 따라서, 자석 자극의 갯수와 돌극의 갯수는 어느 것이나 극수의 반분인 갯수이다. 또한, 회전자의 극수 중, 반분의 갯수의 자석 자극은 동일한 극성을 가지며, 극수의 반분인 갯수의 돌극은 자석 자극과 다른 극성을 갖는다. 이와 같이, 컨시퀀트 폴형의 회전자에서는, 영구자석의 갯수는 통상의 반분의 갯수가 된다.
그렇지만, 특히 회전자 철심에 복수의 자석 삽입 구멍을 마련하고, 복수의 자석 삽입 구멍의 각각에 영구자석을 삽입하는 타입의 컨시퀀트 폴형의 회전자에서는, 자석 자극과 돌극에서 인덕턴스가 달라, 이 인덕턴스의 언밸런스에 기인하여, 진동 및 소음이 커진다는 과제가 있다.
이 과제에 대해, 특허 문헌 1에서는, 컨시퀀트 폴형의 회전자에 있어서, 복수의 자석 삽입 구멍의 각각에 형성된 플럭스 배리어의 형상을 궁리함에 의해, 인덕턴스의 비대칭성을 개선하여, 진동 및 소음의 저감을 도모하고 있다. 플럭스 배리어는, 자석 삽입 구멍의 둘레방향의 양단에 형성된 공극이고, 영구자석이 자석 삽입 구멍에 배치된 상태에서 형성된다.
특허 문헌 1 : 일본 특개2012-244783호 공보
그렇지만, 특허 문헌 1에 개시된 기술에서는, 인덕턴스의 비대칭성을 완전하게 없앨 수가 없어서, 전(全) 자극에 자석이 삽입되는 인덕턴스의 비대칭성이 없는 회전자에 비하여, 진동 가진력(加振力)이 적잖이 크게 되어 있다. 또한 분할형의 고정자 코어는 비분할형의 고정자 코어에 비하여 철심의 강성이 약하기 때문에, 특허 문헌 1의 고정자 코어와 같이 얇은 밀폐 용기에 유지되어 있는 것은, 진동 가진력의 저감에는 불충분한 것이었다. 또한 상기한 분할 철심은, 복수의 요크와 당해 요크로부터 돌출하는 티스를 갖는 복수의 분할 코어부를, 복수의 분할 코어부의 각각이 복수의 분할 코어부 중의 다른 인접하는 하나와 접하도록 배열하여 환형상으로 형성된 것을 포함한다.
본 발명은, 상기를 감안하여 이루어진 것으로, 저비용화, 저진동화 및 저소음화를 실현 가능한 전동기를 얻는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 전동기는, 환형상의 고정자와, 고정자의 내측에 배치된 환형상의 회전자 코어와 회전자 코어의 내부에 배치되어 회전자 코어의 둘레방향으로 배열된 복수의 영구자석을 갖는 컨시퀀트 폴형의 회전자를 구비하고, 고정자는, 불포화폴리에스테르 수지로 덮여 있다.
본 발명에 관한 전동기는, 저비용화, 저진동화 및 저소음화를 실현할 수 있다는 효과를 이룬다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태에 관한 전동기의 측면 단면도
도 2는 도 1에 도시하는 몰드 고정자의 측면 단면도
도 3은 도 2에 도시하는 몰드 고정자에 회전자가 삽입된 상태를 도시하는 측면 단면도
도 4는 도 1에 도시하는 브래킷의 측면 단면도
도 5는 복수의 분할 코어부로 구성되어 띠형상으로 전개된 고정자 코어의 구성도
도 6은 도 5에 도시하는 전개된 고정자 코어를 절곡하여 환형상으로 구성한 상태를 도시하는 도면
도 7은 도 1에 도시하는 몰드 수지를 입히기 전의 고정자 코어와 회전자의 Ⅶ-Ⅶ 단면도
도 8은 도 7에 도시하는 회전자의 확대도
도 9는 도 8에 도시하는 회전자의 부분 확대도
도 10은 도 7에 도시하는 회전자의 자극을 설명하기 위한 단면도
도 11은 본 발명의 실시의 형태에 관한 회전자에 대한 제1의 비교례를 도시하는 도면
도 12는 제1의 비교례의 회전자를 갖는 전동기의 부분 확대도
도 13은 본 발명의 실시의 형태에 관한 회전자에 대한 제2의 비교례의 회전자의 구성을 도시하는 부분 확대도
도 14는 본 실시의 형태에 관한 공기 조화기의 구성의 한 예를 도시하는 도면
이하에, 본 발명의 실시의 형태에 관한 전동기 및 공기 조화기를 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 또한, 이 실시의 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것이 아니다.
실시의 형태.
도 1은 본 발명의 실시의 형태에 관한 전동기의 측면 단면도이다. 도 1에 도시하는 전동기(100)는, 몰드 고정자(10)와, 회전자(20)와, 몰드 고정자(10)의 축방향 일단부에 부착되는 금속제의 브래킷(30)을 구비한다. 전동기(100)는, 예를 들면, 회전자(20)에 영구자석을 가지며, 인버터로 구동되는 브러시레스 DC 모터이다. 회전자(20)는 내부 자석형이면서 컨시퀀트 폴형이다.
몰드 고정자(10)는, 고정자(40)와 고정자(40)를 덮는 몰드 수지(50)를 구비하고, 몰드 고정자(10)의 축방향은 회전자(20)의 샤프트(23)의 축방향과 일치하고 있다. 또한, 상세는 순차적으로 설명하지만, 도 1에서는, 고정자(40)의 구성 요소로서, 고정자 코어(41)와, 고정자 코어(41)에 권회된 코일(42)과, 고정자 코어(41)에 마련된 절연부(43)와, 절연부(43)에 마련된 중성점 단자(44b)와, 절연부(43)에 부착된 기판(45)과, 기판(45)에 조립된 리드선 구출 부품(46)과, 리드선 구출 부품(46)으로부터 구출되는 리드선(47)과, 기판(45)상에 실장된 IC(Integrated Circuit)(49a)와, 기판(45)의 회전자(20)측의 면상에 실장된 홀 IC(49b)가 도시되어 있다.
회전자(20)는, 샤프트 조립(27)과, 회전자(20) 본체와 샤프트 조립(27)을 일체로 하는 수지부(24)와, 샤프트(23)에 부착됨과 함께 몰드 고정자(10)의 베어링 지지부(7)에 의해 지지된 부하측 구름 베어링(21a)과, 샤프트(23)에 부착됨과 함께 브래킷(30)에 의해 지지된 반부하측 구름 베어링(21b)을 구비한다. 부하측은 전동기(100)의 지면 좌측이다. 반부하측은 전동기(100)의 지면 우측이다.
샤프트 조립(27)은, 예를 들면 한 쌍의 절연 슬리브(26-1, 26-2)로 이루어지는 절연 슬리브(26)를 구비하고, 반부하측 구름 베어링(21b)과 샤프트(23)와의 사이에 절연 슬리브(26)가 배치된다.
도 2는 도 1에 도시하는 몰드 고정자의 측면 단면도이다. 도 2에서는, 도 1과 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 붙이고 있다. 몰드 고정자(10)에는, 몰드 고정자(10)의 축방향 일단부에 개구부(10b)가 형성되고, 회전자(20)가 이 개구부(10b)에 삽입된다. 축방향 일단부는, 몰드 고정자(10)의 지면 우측의 단부이다. 몰드 고정자(10)의 축방향 타단부에는, 도 1에 도시하는 회전자(20)의 샤프트 조립(27)의 지름보다 큰 구멍(11a)이 열려 있다. 축방향 타단부는 몰드 고정자(10)의 지면 좌측의 단부이다. 몰드 고정자(10)의 그 밖의 구성에 관해서는 후술한다.
도 3은 도 2에 도시하는 몰드 고정자에 회전자가 삽입된 상태를 도시하는 측면 단면도이다. 도 3에서는, 도 1과 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 붙이고 있다. 도 2에 도시하는 몰드 고정자(10)의 개구부(10b)로부터 삽입된 회전자(20)는, 샤프트 조립(27)의 부하측이 도 2에 도시하는 구멍(11a)을 관통하여, 몰드 고정자(10)의 외부에 인출되도록 배치된다. 이때, 샤프트(23)에 부착된 부하측 구름 베어링(21a)은, 몰드 고정자(10)의 베어링 지지부(7)에 당접합할 때까지 압입되어, 베어링 지지부(7)에 의해 지지된다. 베어링 지지부(7)는, 몰드 고정자(10)의 축방향 단부이고, 또한, 개구부(10b)의 반대측에 마련되어 있다.
샤프트 조립(27)의 반부하측에는, 반부하측 구름 베어링(21b)이 부착되어 있다. 반부하측 구름 베어링(21b)의 부착은 일반적으로는 압입에 의한다. 또한, 상세는 후술하지만, 반부하측 구름 베어링(21b)과 샤프트(23)의 반부하측의 사이에는, 샤프트(23)에 일체 성형하여 형성된 절연 슬리브(26)가 마련된다. 절연 슬리브(26)를 구성하는 절연 슬리브(26-1)와 절연 슬리브(26-2)의 사이에는 공동(28)이 마련된다.
도 4는 도 1에 도시하는 브래킷의 측면 단면도이다. 브래킷(30)은, 몰드 고정자(10)의 개구부(10b)를 폐색함과 함께, 반부하측 구름 베어링(21b)을 지지하는 것이고, 몰드 고정자(10)에 압입된다. 브래킷(30)은, 베어링 지지부(30a)와, 베어링 지지부(30a)와 일체로 형성된 압입부(30b)를 구비한다. 베어링 지지부(30a)는, 반부하측 구름 베어링(21b)을 지지한다. 압입부(30b)는 링 형상이고, 그 단면이 ㄷ자형상이다.
몰드 고정자(10)에의 브래킷(30)의 부착은, 압입부(30b)를, 몰드 고정자(10)의 내주부(10a)의 개구부(10b)측에 압입함으로써 이루어진다. 압입부(30b)의 외경은, 몰드 고정자(10)의 내주부(10a)의 내경보다도, 압입 대가의 분만큼 크다. 브래킷(30)은, 도전성을 갖는 금속제임으로, 예를 들면 아연 도금 강판으로 형성된다. 단 브래킷(30)은 아연 도금 강판 이외의 재료로 형성할 수도 있다. 브래킷(30)의 재료로서는, 알루미늄합금, 오스테나이트계 스테인리스합금, 구리합금, 주철, 강 또는 철합금을 예시할 수 있다.
이하에 몰드 고정자(10)의 구성을 설명한다. 도 2에 도시하는 몰드 고정자(10)는, 고정자(40)와, 몰드 성형용의 몰드 수지(50)를 구비한다. 몰드 수지(50)에는 불포화폴리에스테르 수지를 사용한다. 특히 불포화폴리에스테르 수지에 각종의 첨가제가 가하여진 괴점토상의 열경화성 수지(Bulk Molding Compound : BMC)가 전동기용으로서 바람직하다. 예를 들면 폴리부틸테레프탈레이트(PolyButylene Terephthalate : PBT), 폴리페닐렌술파이드(Poly Phenylene Sulfide : PPS)라는 열가소성 수지의 쪽이, 성형시의 러너를 리사이클 할 수 있기 때문에 좋은 면도 있다.
그렇지만 불포화폴리에스테르 수지 및 BMC는, 선팽창 계수가 고정자 코어(41), 부하측 구름 베어링(21a) 및 반부하측 구름 베어링(21b)은 철계 재료의 선팽창 계수에 가깝고, 열수축율이 열가소성 수지의 1/10 이하인 것에 의해, 치수 정밀도를 내는데도 우수하다.
또한 철 및 알루미늄이라는 금속으로 전동기(100)의 외곽을 형성한 경우에 비하여, 불포화폴리에스테르 수지 및 BMC로 전동기(100)의 외곽을 형성한 경우, 방열성이 우수하다. 또한 금속으로 전동기(100)의 외곽을 형성한 경우, 절연성의 문제에 의해, 전동기(100)의 외곽을 형성한 금속을, 코일(42)과 기판(45)으로부터 떼여서 구성된다. 이에 대해 불포화폴리에스테르 수지 및 BMC는 절연물이기 때문에, 코일(42)과 기판(45)을 덮어도 절연성의 문제가 없고, 열전도율도 높은 것이어서 방열성에 우수하고, 전동기(100)의 고출력화에 공헌한다.
부하측 구름 베어링(21a)은, 몰드 수지(50)로 형성된 베어링 지지부(7)로 지지되고, 반부하측 구름 베어링(21b) 및 브래킷(30)은, 몰드 수지(50)로 형성된 내주부(10a)로 지지된다. 그 때문에 몰드 수지(50)의 치수 정밀도가 나쁜 경우, 회전자(20)의 축심과 고정자(40)의 축심이 어긋나서 진동 및 소음의 발생 요인이 된다. 그렇지만 열수축율이 작은 불포화폴리에스테르 수지 및 BMC를 사용함에 의해, 몰드 성형 후의 치수 정밀도를 확보하기 쉬워진다.
또한 선팽창 계수가 큰 수지를 사용한 경우, 전동기(100)가 고온이 된 때, 베어링이 덜컹거림이 문제가 되는 경우가 있다. 불포화폴리에스테르 수지 및 BMC는, 선팽창 계수가 고정자 코어(41), 부하측 구름 베어링(21a) 및 반부하측 구름 베어링(21b)이라는 철계 재료의 선팽창 계수에 가깝기 때문에, 전동기(100)의 온도에 의하지 않고서, 회전자(20)의 축심과 고정자(40)의 축심과의 어긋남을 억제할 수 있다.
또한 불포화폴리에스테르 수지 및 BMC는, 경화한 때에 고정자(40)를 구속하기 때문에, 전동기(100)의 가진력에 수반하는 고정자(40)의 변형을 억제할 수 있고, 또한 진동 및 소음을 억제할 수 있다.
도 5는 복수의 분할 코어부로 구성되어 띠형상으로 전개된 고정자 코어의 구성도이다. 도 5에 도시하는 고정자 코어(41A)는, 도 1에 도시하는 고정자 코어를 복수의 분할 코어부(400)로 구성한 것이다. 고정자 코어(41A)는, 각각이 백 요크(401)와 백 요크(401)로부터 돌출한 티스(402)를 갖는 복수의 분할 코어부(400)를, 복수의 분할 코어부(400)의 각각이 복수의 분할 코어부(400) 중의 다른 인접하는 하나와 접하도록 배열한 것이다. 인접하는 백 요크(401)의 사이에는, 백 요크(401)끼리를 연결하는 박육부(403)가 마련되어 있다.
도 6은 도 5에 도시하는 전개된 고정자 코어를 절곡하여 환형상으로 구성한 상태를 도시하는 도면이다. 도 6에 도시하는 환형상의 고정자 코어(41A)는, 도 5에 도시하는 복수의 티스(402)의 각각에 도 1의 코일(42)이 감겨진 후, 띠형상의 분할 코어부(400)군을 박육부(403)로 절곡하여 환형상으로 형성한 것이다.
도 5 및 도 6과 같이 복수의 분할 코어부(400)로 구성된 고정자 코어(41A)는, 띠형상으로 전개한 상태에서 코일(42)을 감을 수 있기 때문에, 코일(42)의 고밀도화가 가능해저서 고효율화에 유효하다. 그렇지만 분할 코어부(400)가 박육부(403)로 연결되어 있기 때문에, 환형상으로 형성한 때의 고정자 코어(41A)의 강성이 약하고, 컨시퀀트 폴형의 전동기(100)와 같이 가진력이 큰 것은, 불포화폴리에스테르 수지로 고정자 코어(41A)를 몰드하는 것, 즉 불포화폴리에스테르 수지로 고정자 코어(41A)를 덮는 것이 유효해진다.
또한 복수의 분할 코어부(400)로 구성되는 고정자 코어(41A)는, 도 5와 같이 인접하는 백 요크(401)끼리가 박육부(403)로 연결되어 있는 구조 이외에도, 백 요크(401)의 단부에 요철형상의 다월(dowel)을 형성하고, 다월을 서로 연결하는 구조의 것이라도 좋고, 각각이 분리된 복수의 백 요크(401)끼리를 용접 또는 끼어 맞추어 고정한 구조의 것이라도 좋다. 이와 같이 구성한 고정자 코어를 불포화폴리에스테르 수지로 덮음으로써, 진동 및 소음을 저감 가능하다.
이와 같이 불포화폴리에스테르 수지로 고정자 코어를 완전히 덮는 것이 바람직하지만, 도 2에 도시하는 바와 같이 고정자 코어(41)의 외주부(41-1)로부터 불포화폴리에스테르 수지의 외주부(10-1)까지의 두께를 A로 하고, 고정자 코어(41)의 내주부(41-2)로부터 불포화폴리에스테르 수지의 내주부(10-2)까지의 두께를 B로 하였을 때, 몰드 고정자(10)는, A>B의 관계가 충족되도록 구성하는 것이 바람직하다.
두께(B)를 너무 크게 하면, 회전자(20)의 직경을 작게 하지 않으면 안 되므로, 고정자 코어(41)와 회전자(20) 사이의 자기적인 간극이 커져서, 전동기 특성이 악화한다. 그래서 본 실시의 형태에 관한 몰드 고정자(10)에서는, 두께(A)를 두께(B)보다도 크게 함에 의해, 지름방향 외측의 두께(A)의 강성을 크게 하고 있다.
또한 회전자(20)의 축심과 고정자(40)의 축심이 어긋나서, 고정자 코어(41)와 회전자(20) 사이의 간극에 언밸런스가 생기면, 편심에 의한 가진력이 중첩되기 때문에, 편심을 극력 작게 조립하지 않으면 안된다. 두께(B)가 커지면 그 정도 만큼 상기한 간극에 언밸런스가 생기게 되기 때문에, 두께(B)를 제로로 하는 것도 유효하다, 단, 그 경우에는 고정자 코어(41)의 인접하는 티스의 사이 공간을 티스 선단까지 불포화폴리에스테르 수지로 메우도록 한다. 가진력으로서는, 티스 선단을 좌우로 흔드는 힘도 있어서, 티스의 사이의 공간을 완전히 메우는 것이 이 힘의 영향을 억제하는 것에 이어진다.
또한 도 5 및 도 6에 도시하는 고정자 코어(41A)의 경우, 인접하는 분할 코어부(400) 사이의 분할면(404)에 불포화폴리에스테르 수지를 마련함에 의해, 티스(402)에 작용하는 가진력의 영향을 억제할 수 있다. 그래서 고정자 코어(41A)에는, 도 6에 도시하는 환형상의 고정자 코어(41A)의 분할면(404)에 구멍(405)이 형성된다.
이 구멍(405)은, 인접하는 백 요크(401)의 사이에 홈 또는 노치를 마련함에 의해 형성된다. 환형상의 고정자 코어(41A)에 불포화폴리에스테르를 몰드 성형할 때, 구멍(405)에 불포화폴리에스테르가 충전된다. 구멍(405)에는, 고정자 코어(41A)의 축방향의 일단면부터 타단면까지의 모든 영역에 불포화폴리에스테르를 충전할 필요는 없고, 고정자 코어(41)의 축방향의 일단면부터 약간 충전되어 있으면 되고, 이 경우에도 진동을 감쇠하는 효과가 기대될 수 있다. 충전량을 많게 하기 위해 구멍(405)을 크게 하는 만큼 자기적으로는 악영향을 미치기 때문에, 충전량은 적절히 결정된다. 또한 분할면(404)의 구멍(405)은, 고정자 코어(41A)의 외주면에 개구하는 홈형상, 또는 슬롯(406)측에 개구하는 홈형 형상이라도, 같은 효과를 얻을 수 있다.
다음에 회전자(20)의 구성에 관해 설명한다. 도 7은 도 1에 도시하는 몰드 수지를 입히기 전의 고정자 코어와 회전자의 Ⅶ-Ⅶ 단면도이다. 도 8은 도 7에 도시하는 회전자의 확대도이다. 도 9는 도 8에 도시하는 회전자의 부분 확대도이다. 도 10은 도 7에 도시하는 회전자의 자극을 설명하기 위한 단면도이다.
회전자(20)는, 환형상의 회전자 코어(5)와, 회전자 코어(5)의 내부에 배치된 5개의 영구자석(11)을 구비한다.
회전자 코어(5)는, 둘레방향으로 배열된 5개의 자석구멍(12)을 갖는다. 자석구멍(12)의 갯수는 회전자(20)의 극수의 반분이다. 여기서, 둘레방향은 회전자 코어(5)의 둘레방향이다. 5개의 자석구멍(12)은 둘레방향으로 등간격으로 배열된다. 5개의 자석구멍(12)은, 회전축으로부터 등거리에 배치된다. 여기서, 회전축은 회전자 코어(5)의 축에 일치하고 있다. 또한, 5개의 자석구멍(12)은, 회전자 코어(5)의 축방향으로 연신하고, 회전자 코어(5)를 관통하고 있다. 자석구멍(12)은, 회전자 코어(5)의 외주 연부에 형성되고, 둘레방향으로 연신하고 있다. 이웃하는 자석구멍(12) 사이는 이간하고 있다. 회전자 코어(5)는, 중심부에 샤프트가 삽입되는 축구멍(14)을 갖는다.
회전자 코어(5)는, 연자성재인 코어재로 구성되고, 구체적으로는 복수장의 전자강판을 적층하여 구성된다. 전자강판의 판두께는 0.1㎜부터 0.7㎜가 일반적이다.
5개의 자석구멍(12)에는, 각각 5개의 영구자석(11)이 삽입되어 있다. 영구자석(11)은, 단면이 예를 들면 사각형의 평판형상이다. 영구자석(11)의 판두께는, 예를 들면 2㎜이다.
영구자석(11)은, 희토류 자석이고, Nd(네오디뮴)-Fe(철)-B(붕소)를 주성분으로 하는 네오디뮴 소결 자석이다.
자석구멍(12)의 양단부의 각각에는, 자석구멍(12) 내에 영구자석(11)이 배치된 상태에서, 공극인 플럭스 배리어부(13)가 형성된다. 즉 영구자석(11)의 둘레방향의 양단면은, 각각이 공기층으로 이루어지는 2개의 플럭스 배리어부(13)에 접하여 있다. 플럭스 배리어부(13)는, 회전자(20)의 외주면의 자속밀도 분포를 정현파에 가깝게 하여, 이웃하는 영구자석(11)의 자속이 회전자 코어(5)를 통하여 단락하는 것, 즉 누설 자속을 억제하는 작용을 갖는다.
회전자(20)는, 회전자 코어(5)의 외주면에 둘레방향으로 극성이 교호(交互)가 되도록 하여 배열된 10개의 자극을 갖는다. 상세하게는, 회전자(20)는, 5개의 영구자석(11)에 의해 각각 형성되고 동일한 극성을 갖는 5개의 제1의 자극과, 각각이 서로 이웃하는 영구자석(11) 사이의 회전자 코어(5)에 형성되고 제1의 자극과 다른 극성을 갖는 5개의 제2의 자극을 갖는다. 도시한 예에서는, 제1의 자극은 N극 , 제2의 자극은 S극으로 하고 있지만, 반대로 하여도 좋다. 회전자(20)의 10개의 자극은, 극 피치를 360도/10=36도로 하여, 둘레방향으로 등각도 간격으로 배치된다.
이와 같이, 회전자(20)는 컨시퀀트 폴형이고, 극수의 반분인 5개의 영구자석(11)이 각각 5개의 제1의 자극을 준다. 또한, 극수의 반분인 5개의 제2의 자극은, 각각, 서로 이웃하는 영구자석(11) 사이에서 회전자 코어(5)의 코어재로 형성된다. 제2의 자극은 이른바 돌극이고, 회전자(20)를 착자함에 의해 형성된다.
따라서 도 10에 도시하는 바와 같이 회전자(20)에서는, 영구자석(11)을 포함하는 자석 자극부이면서 제1의 자극을 갖는 제1의 자극부(21)와, 영구자석(11)을 포함하지 않는 코어 자극부이면서 제2의 자극을 갖는 제2의 자극부(22)가, 회전자(20)의 둘레방향으로 교호로 배열된다. 컨시퀀트 폴형의 회전자(20)에서는, 극수는 4 이상의 짝수가 된다.
회전자 코어(5)의 외형(15)은, 이른바 화환형상이다. 여기서, 화환형상이란, 회전자 코어(5)의 외경이 극중심(16, 17)에서 최대가 되고, 극간(18)에서 최소가 되는 형상으로서, 극중심(16, 17)부터 극간(18)까지가 활형상이 되는 형상이다. 여기서, 극중심(16)은 제1의 자극의 극중심이고, 극중심(17)은 제2의 자극의 극중심이다. 도시한 예에서는, 화환형상은, 10장의 동형 동 사이즈의 꽃잎이 균등 각도로 배치된 형상이다. 따라서, 극중심(16)에서의 회전자 코어(5)의 외경은, 극중심(17)에서의 회전자 코어(5)의 외경과 동등하다. 또한, 자석구멍(12)의 둘레방향의 폭은 극 피치보다도 넓다.
본 실시의 형태에서는, 회전자 코어(5)는 6개의 제1의 슬릿인 슬릿(8)을 갖는다. 6개의 슬릿(8)은, 회전자 코어(5)의 내부에 마련되고, 영구자석(11)의 외측에 배치되어 있고, 영구자석(11)마다 마련된다. 여기서 영구자석(11)의 외측은, 회전자 코어(5)의 지름방향에서의 외측이다. 즉 6개의 슬릿(8)은, 회전자 코어(5)에서, 영구자석(11)과 회전자 코어(5)의 외주와의 사이에 마련되어 있다.
슬릿(8)은, 단면 사각형상이고, 지름방향으로 연신하고, 지름방향의 폭(d1)이 둘레방향의 폭(d2)보다도 넓다. 여기서, 지름방향의 폭은 d축방향의 폭이고, 둘레방향의 폭은 지름방향과 직교하는 방향, 즉 q축방향의 폭이다. 단, 6개의 슬릿(8)은, 어느 것이나 회전자 코어(5)의 외주면에 달하지 않는다. 즉 6개의 슬릿(8)은, 어느 것이나 외주면에 개구하지 않다.
6개의 슬릿(8)은, 극중심(16)에 가까울수록 지름방향으로 장척(長尺)이고, 극중심(16)을 중심으로 둘레방향으로 대칭으로 배치된다. 즉, 슬릿(8)의 폭(d1)은, 슬릿(8)이 극중심(16)에 가까울수록 넓게 된다. 슬릿(8)의 폭(d2)은, 슬릿(8)의 둘레방향의 위치에 의하지 않고 일정하다. 6개의 슬릿(8)은, 회전자 코어(5)의 축방향으로 연신하고, 회전자 코어(5)를 관통하고 있다.
또한 본 실시의 형태에서는, 회전자 코어(5)는 8개의 제2의 슬릿인 슬릿(4)을 갖는다. 8개의 슬릿(4)은, 회전자 코어(5)의 외주면에 마련되고, 서로 이웃하는 영구자석(11) 사이에 배치된다. 8개의 슬릿(4)은 서로 이웃하는 영구자석(11) 사이마다 마련된다. 슬릿(4)은, 단면 사각형상이고, 지름방향으로 연신하고, 지름방향의 폭(d3)이 둘레방향의 폭(d4)보다도 넓다. 여기서, 지름방향의 폭은 d축방향의 폭이고, 둘레방향의 폭은 지름방향과 직교하는 방향, 즉 q축방향의 폭이다. 슬릿(4)은, 회전자 코어(5)의 외주면에 개구하는 홈부이다.
8개의 슬릿(4)은, 극중심(17)에 가까울수록 지름방향으로 장척이고, 극중심(17)을 중심으로 둘레방향으로 대칭으로 배치된다. 즉, 슬릿(4)의 폭(d3)은, 슬릿(4)이 극중심(17)에 가까울수록 넓게 된다. 슬릿(4)의 폭(d4)은, 슬릿(4)의 둘레방향의 위치에 의하지 않고 일정하다. 8개의 슬릿(4)은, 회전자 코어(5)의 축방향으로 연신하고, 회전자 코어(5)를 관통하고 있다.
도시한 예에서는, 영구자석(11) 사이의 슬릿(4)의 갯수는, 영구자석(11)의 외측의 슬릿(8)의 갯수보다도 많다. 또한, d3의 최소치는, d1의 최대치보다도 크다. 즉, 가장 극중심(16)에 가까운 슬릿(8)의 폭(d1)은, 가장 극간(18)에 가까운 슬릿(4)의 폭(d3)보다도 좁다. 또한, 폭(d2)은 폭(d4)과 동등하다. 따라서, 영구자석(11) 사이의 슬릿(4)의 총 면적은, 영구자석(11)의 외측의 슬릿(8)의 총 면적보다도 크다. 여기서 총 면적은, 회전축에 수직한 단면에 의한 단면적이다.
전동기(100)는, 도시하지 않은 구동 회로의 인버터에 의한 PWM 제어에 의해 가변속 구동된다. 인버터의 스위칭 캐리어는, 공기 조화기의 압축기용 전동기 또는 팬용 전동기에서는, 4㎑로부터 22㎑의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다. 회전자 코어(5)에 자석을 매입하는 타입의 컨시퀀트 폴형의 전동기에서는, 회전자 코어(5)의 체적이 커지기 때문에, 고정자 전류에 의한 자속이 회전자 코어(5)를 흐르기 쉽고, 전류의 고조파의 영향을 받기 쉽다. 인버터 스위칭 캐리어의 성분의 소음이 문제가 되는 경우도 있기 때문에, 캐리어 주파수를 10㎑ 이상으로 하여, 차음하기 쉬운 소음 주파수 성분으로 하여, 제품에의 영향을 작게 하는 것이 행하여진다.
다음에, 본 실시의 형태의 작용 효과를 비교례와 대비하면서 설명한다. 일반적으로, 컨시퀀트 폴형의 회전자에서는, 영구자석에 의한 자석 자극과 영구자석에 의하지 않는 돌극에서 자기적인 언밸런스가 크다. 즉, 자석 자극에서는 영구자석의 존재에 의해 코어재의 체적이 상대적으로 적어지기 때문에, 자석 자극에서의 인덕턴스는 돌극에서의 인덕턴스보다도 작아져서, 자기적인 언밸런스가 생긴다. 이 인덕턴스의 언밸런스는, 자속의 언밸런스가 되고, 그 결과, 회전자 표면의 자속밀도 분포가 정현파형상으로 되지 않아, 진동 및 소음이 커진다는 과제가 있다. 또한, 진동에는, 회전 방향의 진동과 지름방향의 진동이 있다.
지름방향의 진동의 원인은, 고정자에 흐르는 전류에 의해 발생하는 자속이 고정자 코어와 회전자 코어를 통과할 때의 고정자와 회전자 사이의 흡인력의 언밸런스에 의한다. 또한, 이하에서는, 전류에 의해 발생하는 자속을, 자석에 의한 자속인 자석자속과 구별하여, 전류자속이라고 말하는 일도 있다. 전류자속은 고정자 코어로부터 공극을 통하여 회전자 코어에 흐르고, 이 자속에 의해 고정자와 회전자 사이의 흡인력이 생긴다. 이때, 각 자극에서의 자속의 흐르기 쉬움, 즉 인덕턴스의 밸런스가 취하여져 있으면 고정자와 회전자 사이의 흡인력은 밸런스가 취하여지기 때문에, 회전자 전체로서의 지름방향 가진력은 생기지 않는다.
그렇지만, 컨시퀀트 폴형의 회전자에서는, 일반적으로, 자석 자극에서는, 전류자속은 주로 영구자석의 외측의 회전자 코어부분에 흐름에 대해, 돌극에서는, 영구자석이 없기 때문에 코어부분이 상대적으로 많아져서, 전류자속은 돌극부 전체에 흐르기 쉽게 되어 있다. 이것이 언밸런스가 생기는 원인이 된다.
특히, 10극 12슬롯, 8극 9슬롯 또는 10극 9슬롯과 같이, 고정자 티스와 로터의 자극과의 피치가 회전 방향에서 어긋나 가는 슬롯 콤비네이션에서는, 이 언밸런스가 보다 현저한 문제가 된다. 8극 12슬롯, 6극 9슬롯과 같은 2대3 계열의 슬롯 콤비네이션에서는, 이 문제는 보다 작게는 되지만, 그래도 회전자가 편심하고 또는 회전자의 진원도가 낮은 경우와 같이 제조 오차가 존재하는 경우는, 여전히 이 언밸런스의 문제는 크다.
그래서, 도 11 및 도 12에 도시하는 바와 같이, 회전자 표면에 슬릿을 마련함으로써, 자극 사이의 인덕턴스의 언밸런스를 억제하는 것이 생각된다.
도 11은 본 발명의 실시의 형태에 관한 회전자에 대한 제1의 비교례를 도시하는 도면이다. 도 12는 제1의 비교례의 회전자를 갖는 전동기의 부분 확대도이다. 또한, 도 11 및 도 12에서는, 도 10에 도시하는 구성 요소와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고 있다.
도 11에 도시하는 바와 같이, 제1의 비교례에 관한 회전자(20a)는, 회전자 코어(5)의 내부에 마련되고 영구자석(11)의 외측에 배치된 4개의 슬릿(8a)과, 회전자 코어(5)의 내부에 마련되고 서로 이웃하는 영구자석(11) 사이에 배치된 6개의 슬릿(8b)을 갖는다. 즉, 제1의 비교례에 관한 회전자(20a)는, 본 실시의 형태에 관한 회전자(20)와 비교하여, 영구자석(11) 사이에 배치된 슬릿(8b)이 회전자 코어(5)의 내부에 마련되어 있는 점이 다르다.
여기서, 슬릿(8a, 8b)은 자속의 흐르는 쪽을 규제하는 효과가 있기 때문에, 영구자석(11) 사이에서의 자속을 보다 높이도록 슬릿(8a, 8b)을 배치함으로써, 회전자 표면의 자속밀도 분포를 보다 정현파에 가까운 상태에 할 수 있다. 즉, 회전자(20a)와 같은 구성을 이용함에 의해, 회전자 표면의 자속밀도 분포를 정현파에 가깝게 하고, 또한 극 피치를 균일하게 할 수 있고, 진동 및 소음의 원인이 된 토오크 리플을 작게 할 수 있다.
그렇지만, 회전자(20a)와 같은 구성에서는, 회전 방향의 진동은 억제할 수 있지만, 지름방향의 진동의 억제는 여전히 제한된다. 이것은, 이하에서 설명하는 이유에 의한다.
도 12에서는, 고정자(40)에 흐르는 전류(33)를 나타냄과 함께, 전류(33)에 의해 발생하고 회전자 코어(5) 내를 흐르는 자속(28a, 29a)을 나타내고 있다. 자속(28a)은, 슬릿(8a)과 회전자(20a)의 외주면 사이의 박육부(25)를 흐른다. 마찬가지로, 자속(29a)은, 슬릿(8b)과 회전자(20a)의 외주면 사이의 박육부(9)를 흐른다. 자속(29a)은, 본 실시의 형태의 슬릿(4)과 같이 회전자 코어(5)의 외주면에 개구하지 않기 때문에, 자속(29a)은 박육부(9)를 흘러서, 돌극에서의 인덕턴스를 충분히 저감하는데는 한계가 있다.
슬릿(8b)의 면적을 증가시키면 박육부(9)를 흐르는 자속분을 보상하도록 인덕턴스를 저감시키는 것도 가능하지만, 이 경우는, 슬릿(8b)이 자석자속의 자기 저항이 되어 버려, 자석자속의 감소와 전동기 효율의 저하에 연결되어 버리게 된다. 또한, 자석자속은, 영구자석(11)에서 발생한 자속이다.
그래서, 도 13에 도시하는 바와 같이, 회전자 표면에 개구한 슬릿을 마련함으로써, 자극 사이의 인덕턴스의 언밸런스를 억제하는 것이 생각된다.
도 13은 본 발명의 실시의 형태에 관한 회전자에 대한 제2의 비교례의 회전자의 구성을 도시하는 부분 확대도이다. 도 13에서는, 도 11에 도시하는 구성 요소와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고 있다.
도 13에 도시하는 바와 같이, 제2의 비교례에 관한 회전자(20b)는, 회전자 코어(5)의 외주면에 마련되고, 영구자석(11)의 외측에 배치된 7개의 슬릿(4a)과, 회전자 코어(5)의 외주면에 마련되고, 둘레방향에 서로 이웃하는 영구자석(11) 사이에 배치된 8개의 슬릿(4b)을 갖는다. 즉, 제2의 비교례에 관한 회전자(20b)는, 본 실시의 형태에 관한 회전자(20)와 비교하여, 영구자석(11)의 외측에 배치된 슬릿(4a)이 회전자 코어(5)의 외주면에 마련되어 있는 점이 다르다.
그렇지만, 회전자 코어(5)의 외주면에 개구하고 간극(3)에 연통하는 슬릿(4a)은, 회전시의 원심력에 대한 회전자(20b)의 강도를 약하게 하게 된다. 상세하게는, 자석 자극에서는, 회전자(20b)의 회전에 의해, 영구자석(11)의 외측의 코어부 및 영구자석(11)에 걸리는 원심력이, 회전자 코어(5)의 외주면과 플럭스 배리어부(13)와의 사이의 박육 브리지(32)에 응력을 발생시킨다. 슬릿(4a)을 마련한 경우는, 자석구멍(12)과 슬릿(4a)과의 사이의 박육 브리지(31)에 굽힘 모멘트가 발생하고, 박육 브리지(32)는 강도가 더욱 약한 것으로 되어 버린다.
원심력 내력을 올리기 위해, 박육 브리지(32)의 지름방향의 폭을 넓게 하면 자석자속의 누설이 증가하고, 자속의 저하 및 전동기 효율의 저하로 연결되어 버린다. 또한, 박육 브리지(31)의 지름방향의 폭을 넓게 하면, 전류자속이 흐르기 쉬워져서, 자속의 언밸런스가 생기기 쉽게 된다.
또한, 돌극에서는, 회전자(20b)의 회전에 의한 원심력은 코어부 전체로 받을 수 있기 때문에, 강도적으로 강하고, 슬릿(4b)이 회전자(20b)의 외주면에 개구하고 있어도 원심력 내력을 확보할 수 있다.
이에 대해, 본 실시의 형태에서는, 돌극인 제2의 자극에서는, 회전자 코어(5)의 외주면에 슬릿(4)을 마련함으로써 인덕턴스를 크게 내리고, 자석 자극인 제1의 극에서는, 회전자 코어(5)의 내부에 슬릿(8)을 마련함으로써 인덕턴스를 작게 내린다. 이에 의해, 제1의 자극과 제2의 자극에서 인덕턴스의 차가 제1의 비교례보다도 작아진다.
또한, 본 실시의 형태에서는, 영구자석(11)의 외측의 슬릿(8)은 회전자 코어(5)의 외주면에 개구하지 않기 때문에, 제2의 비교례와 같은 원심력 내력의 문제도 생기지 않는다. 영구자석(11) 사이에서는, 도 7과 같은 박육 브리지(32, 31)가 존재하지 않기 때문에, 원심력은 문제가 되지 않고, 회전자 코어(5)의 외주면에 개구한 슬릿(4)을 마련해도 원심력 내력에 지장이 없다.
또한, 슬릿(4, 8)은, 자석자속의 자기 저항이 되지 않고, 전류자속의 자기 저항이 되도록 마련하는 것이 바람직하다. 즉, 슬릿(4, 8)은, 자석자속에 평행하게 되도록, 즉 d축방향에 가늘고 길게 배치한 한편으로, d축과 직교한 q축방향에는, 자기 저항이 되도록 가능한 한 길게 배치한다. q축방향의 자기 저항은 q축 인덕턴스를 저감시킨다. 이에 의해, 전류자속이 회전자 코어(5)를 흐르기 어려워지고, 진동 및 소음의 주요인인 q축 인덕턴스의 언밸런스를 저감할 수 있다. 또한, d축방향으로 자기 저항이 되지 않도록 슬릿(4, 8)을 마련하기 때문에, 영구자석(11)의 자력의 저하를 억제할 수 있다. 슬릿(4, 8)의 사이즈는, 자기적 밸런스, 강도, 및 금형 프레스에 의한 생산성에 입각하여, 적절히 설정한다.
본 실시의 형태에서는, 서로 이웃하는 영구자석(11) 사이의 슬릿(4)의 총 면적은, 회전자 코어(5)의 지름방향에서의 영구자석(11)의 외측의 슬릿(8)의 총 면적보다도 크다. 이에 의해, 제1의 자극과 제2의 자극과의 인덕턴스의 언밸런스를 더욱 억제할 수 있다. 슬릿(8)의 총 면적과 슬릿(4)의 총 면적은, 자기적 밸런스, 강도, 및 금형 프레스에 의한 생산성에 입각하여, 적절히 설정한다.
슬릿(4)의 총 면적을 슬릿(8)의 총 면적보다도 크게 하기 위해, 슬릿(4)의 갯수를 슬릿(8)의 갯수보다도 많게 하여도 좋고, 슬릿(4)의 지름방향의 폭을 슬릿(8)의 지름방향의 폭보다도 넓게 하여도 좋고, 또는, 슬릿(4)의 지름방향과 직교하는 방향의 폭을 슬릿(8)의 지름방향과 직교하는 방향의 폭보다도 넓게 하여도 좋다.
또한, 본 실시의 형태에서는, 영구자석(11)마다 슬릿(8)을 6개 마련하고, 영구자석(11) 사이마다 슬릿(4)을 8개 마련하고 있지만, 슬릿(8)의 갯수와 슬릿(4)의 갯수는 이것으로 한정되지 않는다. 슬릿(8)의 갯수와 슬릿(4)의 갯수는, 자기적 밸런스, 강도, 및 금형 프레스에 의한 생산성에 입각하여, 적절히 설정한다.
또한, 인덕턴스의 밸런스만을 고려한다면 영구자석(11)을 포함하는 제1의 자극부(21)에는 슬릿(8)을 마련하지 않는 편이 효과적이지만, 슬릿(8)에 의해 전류자속을 흐르기 어렵게 함에 의해, 자석자속을 어지럽히는 전기자 반작용을 감소시킬 수 있고, 흐트러진 자속에서의 자속의 고차원 성분에 의한 진동 및 소음을 방지할 수 있다. 따라서, 영구자석(11)을 포함하는 제1의 자극부(21)에도 슬릿(8)을 마련하는 것이 바람직하다. 즉, 영구자석(11)마다 슬릿(8)의 갯수와 영구자석(11) 사이마다의 슬릿(4)의 갯수는, 각각 적어도 1개로 할 수 있다.
본 실시의 형태에서는, 회전자 코어(5)의 외형(15)을 화환형상으로 하여, 자석구멍(12)의 둘레방향의 폭을 극 피치보다도 넓게 하고 있다. 이에 의해, 회전자(20)의 표면 자속밀도 분포를 보다 정현파형상에 가깝게 하여, 회전 방향의 진동 및 소음을 보다 억제할 수 있다.
또한, 본 실시의 형태에서는, 극중심(16)에서의 회전자 코어(5)의 외경은, 극중심(17)에서의 회전자 코어(5)의 외경과 동등하다. 인덕턴스의 언밸런스를 억제하기 위해, 극중심(17)에서의 회전자 코어(5)의 외경을 극중심(16)에서의 회전자 코어(5)의 외경보다도 작게 하고, 극중심(17)에서의 간극(3)의 길이를 확대하는 방법도 있지만, 본 실시의 형태에서는, 간극(3)을 제1의 자극과 제2의 자극에서 불균일하게 설정하는 일 없이, 인덕턴스의 언밸런스의 억제가 가능하다.
또한, 간극(3)이 제1의 자극과 제2의 자극에서 불균일하게 되면, 전동기 제조시에, 회전자(20)를 유지하는 치구를 원형이 아니라 외경의 단차에 따른 치구로 할 필요가 있다. 또한, 간극(3)을 갭 게이지로 체크하려면, 제1의 자극과 제2의 자극으로 갭 게이지를 나누지 않으면 안되어, 작업 공정이 증가하는 요인인 된다.
일반적으로, 공기 조화기의 압축기용 전동기 또는 팬용 전동기에는, 고효율화의 관점에서, 페라이트 소결 자석, 페라이트 본드 자석 또는 Sm(samarium)-Fe-B를 주성분으로 하는 본드 자석에 대신하여, 보다 자력이 강한, Nd-Fe-B를 주성분으로 하는 네오디뮴 소결 자석이 사용되도록 되어 있다.
그렇지만, 네오디뮴 소결 자석에 사용되는 Nd, 및 보자력을 향상시키기 위해 네오디뮴 소결 자석에 첨가되는 Dy(dysprosium), Tb(terbium)의 희토류 원소가 고가이면서 조달성이 불안정하기 때문에, 영구자석(11)의 사용량과 가공비의 저감이 요구되고 있다.
또한 영구자석(11)은, 일반적으로, 블록형상의 덩어리를 절삭하여 지정하는 형상으로 가공한다. 그 때문에, 영구자석(11)이 얇고 작을수록 재료 수율이 저하되고, 생산성이 저하되기 때문에, 전동기(100)의 1대당에 사용되는 영구자석(11)의 갯수가 증가할수록, 제조 비용은 자석 가공비분 만큼 높게 된다.
따라서 전동기(100)의 저비용화를 위해서는, 필요한 자속량을 확보할 수 있는 범위에서 영구자석(11)의 갯수를 삭감하는 편이 좋다. 이때, 전동기(100)의 1대당의 영구자석(11)의 총 사용량이 증가하지 않는 범위에서 영구자석(11)의 1장당의 체적을 크게 하여도 좋다. 영구자석(11)은, 생산 설비의 적정치를 초과하지 않는 범위에서 크게 한 편이 가공비율은 내려가기 때문에, 전동기(100)의 1대당의 영구자석(11)의 총 사용량이 같아도, 영구자석(11)의 가공비의 총액은 내려가고, 전동기(100)의 1대당의 비용은 내려가게 된다.
본 실시의 형태에서는, 회전자(20)는 컨시퀀트 폴형이고, 영구자석(11)의 갯수는 극수의 반분이다. 이에 의해, 모든 자극을 영구자석(11)으로 형성하는 경우에 비하여, 영구자석(11)의 사용량과 가공비를 저감할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시의 형태에 의하면, 저비용화, 저진동화 및 저소음화를 실현 가능한 전동기(100)를 제공할 수 있다.
또한, 본 실시의 형태에서는, 전동기(100)는, 10극 12슬롯의 전동기로 하였지만, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 10극 9슬롯, 8극 12슬롯, 8극 9슬롯, 6극 9슬롯, 또는 4극 6슬롯과 같이, 전동기(100)의 용도 및 성능에 응하여 극수 및 슬롯수의 조합이 선택된다.
또한, 본 실시의 형태에서는, 영구자석(11)은 네오디뮴 소결 자석으로 하였지만, 이 이외의 희토류 자석이라도 좋고, 희토류 자석 이외의 영구자석이라도 좋다.
도 14는 본 실시의 형태에 관한 공기 조화기의 구성의 한 예를 도시하는 도면이다. 공기 조화기(300)는, 실내기(310)와, 실내기(310)에 접속된 실외기(320)를 구비한다. 실내기(310)에는 도시하지 않은 실내기용 송풍기가 탑재되고, 실외기(320)에는 실외기용 송풍기(330)가 탑재되어 있다. 또한, 실외기(320)에는 도시하지 않은 압축기가 탑재되어 있다. 이들의 송풍기 및 압축기에는, 본 실시의 형태에 관한 전동기(100)가 사용되고 있다.
이와 같이, 공기 조화기(300)의 송풍기 및 압축기의 구동원으로서 전동기(100)를 사용함에 의해, 공기 조화기(300)의 저비용화, 저진동화 및 저소음화를 도모할 수 있다.
또한, 본 실시의 형태에 관한 전동기(100)는, 공기 조화기 이외의 전기 기기에 탑재할 수도 있고, 이 경우도, 본 실시의 형태와 같은 효과를 얻을 수 있다.
이상의 실시의 형태에 나타낸 구성은, 본 발명의 내용의 한 예를 나타내는 것이고, 다른 공지의 기술과 조합시키는 것도 가능하고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 구성의 일부를 생략, 변경하는 것도 가능하다.
3 : 간극 4, 4a, 4b, 8, 8a, 8b : 슬릿
5 : 회전자 코어 7, 30a : 베어링 지지부
9, 25, 403 : 박육부 10 : 몰드 고정자
10-1, 41-1 : 외주부 10-2, 10a, 41-2 : 내주부
10b : 개구부 11 : 영구자석
11a, 405 : 구멍 12 : 자석구멍
13 : 플럭스 배리어부 14 : 축구멍
15 : 외형 16, 17 : 극중심
18 : 극간 20, 20a, 20b : 회전자
21 : 제1의 자극부 21a : 부하측 구름 베어링
21b : 반부하측 구름 베어링 22 : 제2의 자극부
23 : 샤프트 24 : 수지부
26, 26-1, 26-2 : 절연 슬리브 27 : 샤프트 조립
28 : 공동 28a, 29a : 자속
30 : 브래킷 30b : 압입부
31, 32 : 박육 브리지 33 : 전류
40 : 고정자 41, 41A : 고정자 코어
42 : 코일 43 : 절연부
44b : 중성점 단자 45 : 기판
46 : 리드선 구출 부품 47 : 리드선
49b : 홀 IC 50 : 몰드 수지
100 : 전동기 300 : 공기 조화기
310 : 실내기 320 : 실외기
330 : 실외기용 송풍기 400 : 분할 코어부
401 : 백 요크 402 : 티스
404 : 분할면 406 : 슬롯

Claims (12)

  1. 환형상의 고정자와,
    상기 고정자의 내측에 배치된 환형상의 회전자 코어와 상기 회전자 코어의 내부에 배치되어 상기 회전자 코어의 둘레방향으로 배열된 복수의 영구자석을 갖는 컨시퀀트 폴형(consequent pole type)의 회전자를 구비하고,
    상기 고정자는, 불포화폴리에스테르 수지로 덮여 있는 것을 특징으로 하는 전동기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고정자가 갖는 고정자 코어의 외주부로부터 상기 불포화폴리에스테르 수지의 외주부까지의 두께를 A로 하고, 상기 고정자 코어의 내주부로부터 상기 불포화폴리에스테르 수지의 내주부까지의 두께를 B로 하였을 때, A>B의 관계가 충족되는 것을 특징으로 하는 전동기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 고정자 코어는,
    각각이 요크와 상기 요크로부터 돌출하는 티스를 갖는 복수의 분할 코어부를, 상기 복수의 분할 코어부의 각각이 상기 복수의 분할 코어부 중의 다른 인접하는 하나와 접하도록 배열하여 환형상으로 형성되고,
    인접하는 2개의 상기 요크는, 박육부에 의해 상호 연결되고, 또는 인접하는 2개의 상기 요크의 각각에 형성되는 요철형상의 다월(dowel)에 의해 서로 연결된 것을 특징으로 하는 전동기.
  4. 제3항에 있어서,
    인접하는 2개의 상기 요크의 사이에는, 상기 요크와 상기 티스에 둘러싸이는 구멍이 형성되고,
    상기 구멍에는 상기 불포화폴리에스테르 수지가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전동기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전자 코어는,
    상기 회전자 코어의 내부에 마련되고, 상기 회전자 코어의 지름방향에서의 상기 복수의 영구자석의 각각의 외측에 배치된 적어도 1개의 제1의 슬릿과,
    상기 회전자 코어의 외주면에 마련되고, 서로 이웃하는 상기 복수의 영구자석의 사이에 배치된 적어도 1개의 제2의 슬릿을 갖는 것을 특징으로 하는 전동기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 적어도 1개의 제2의 슬릿의 총 면적이, 상기 적어도 1개의 제1의 슬릿의 총 면적보다도 큰 것을 특징으로 하는 전동기.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 적어도 1개의 제2의 슬릿의 갯수가, 상기 적어도 1개의 제1의 슬릿의 갯수보다도 많은 것을 특징으로 하는 전동기.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 회전자 코어의 지름방향에서의 상기 적어도 1개의 제2의 슬릿의 폭이, 상기 지름방향에서의 상기 적어도 1개의 제1의 슬릿의 폭보다도 넓은 것을 특징으로 하는 전동기.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 지름방향과 직교하는 방향에서의 상기 적어도 1개의 제2의 슬릿의 폭이, 상기 지름방향과 직교하는 방향에서의 상기 적어도 1개의 제1의 슬릿의 폭보다도 넓은 것을 특징으로 하는 전동기.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 제1의 슬릿은 상기 회전자 코어의 외주면에 개구하지 않고,
    상기 제2의 슬릿은 상기 회전자 코어의 외주면에 개구하는 것을 특징으로 하는 전동기.
  11. 제5항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전자는, 각각이 상기 복수의 영구자석의 각각에 의해 형성된 복수의 제1의 자극과, 각각이 상기 회전자 코어의 서로 이웃하는 상기 영구자석 사이에 형성되고, 상기 제1의 자극의 극성과 다른 극성을 갖는 복수의 제2의 자극을 가지며,
    상기 제1의 자극에서의 상기 회전자 코어의 외경은, 상기 제2의 자극에서의 상기 회전자 코어의 외경과 동등한 것을 특징으로 하는 전동기.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 전동기를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
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