WO2016110961A1 - 回転子、モータ、空気調和装置、及び回転子の製造方法 - Google Patents

回転子、モータ、空気調和装置、及び回転子の製造方法 Download PDF

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宏典 薮内
順也 田平
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三菱電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a rotor, a motor, an air conditioner, and a method for manufacturing the rotor that are installed in various electric devices.
  • a lamination method in which thin plate materials (press materials) punched by pressing are laminated is known.
  • the stacking system is widely used for SPM motors, IPM motors, outer rotor rotors, and the like.
  • an electromagnetic steel sheet that is less affected by iron loss is used for the part that forms magnetic force (generally, the core back), but eddy current loss due to the magnetic field still occurs. . For this reason, it is difficult to form a rotor without performing lamination.
  • Patent Document 1 a method of forming a rotor-shaped thin plate material by pressing and laminating and fixing the formed thin plate material is used.
  • Patent Document 2 a technique in which a thin plate material having a shape obtained by dividing a rotor is formed, and divided cores obtained by stacking thin plate materials are connected in an annular shape.
  • Patent Document 1 in order to suppress the deflection of the teeth formed on the stator core, a method of injecting resin into the mold while supporting the vicinity of the center of the teeth with a support portion provided in the mold. It is disclosed.
  • Patent Document 2 discloses a molding method in which a rotor core composed of a split core, a frame, and a permanent magnet are integrated. Specifically, two permanent magnets stacked in a semi-cylindrical shape are inserted into each of a plurality of holes provided in the rotor core, and resin is injected from the resin through holes provided in the frame using a molding die. The method of injecting is used.
  • Patent Document 1 when a stator-shaped thin plate material is formed by punching from a rectangular slit material, there are problems that yield and cost are deteriorated because there are many portions serving as end materials.
  • Patent Document 2 when the split core is connected to form the rotor core, the thickness of the split core is not uniform due to the thickness deviation of the thin plate material, and when integrally molded with resin, There exists a subject that the surface of a division
  • the motors of Patent Documents 1 and 2 have a problem that reliability is not ensured because an insulation process for preventing electric corrosion of the rotor is not performed.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a rotor, a motor, an air conditioner, and a method of manufacturing a rotor that are highly productive and reliable and have a stable structure.
  • the purpose is to do.
  • a shaft, an inner core into which the shaft is inserted, and a plurality of divided cores in which a plurality of thin plate members are stacked are connected in an annular shape, and are provided on the outer peripheral side of the inner core.
  • the rotor manufacturing method includes a shaft, an inner core into which the shaft is inserted, and a plurality of divided cores in which a plurality of thin plate members are stacked, which are connected in an annular shape, and the outer peripheral side of the inner core. And a connecting member obtained by molding and fixing the inner core and the outer core with a resin, and using a mold capable of following the shrinkage of the resin, One end face of the outer core having a step due to the thickness deviation of each divided core by injecting a predetermined amount of resin into the mold based on the thickness deviation of each divided core and following the mold Is flattened with resin.
  • the step formed on one end face of the outer core due to the stack thickness deviation of the plurality of split cores is covered with the resin constituting the connecting member, and the one end face is flattened. It is possible to stabilize and improve productivity and reliability.
  • FIG. 4 is a schematic sectional view taken along line AA in FIG. 3. It is the schematic which shows a mode that the magnet was affixed around the rotor main body of FIG. It is a flowchart which shows the manufacturing method of the rotor of FIG. It is an external view of the air conditioning apparatus with which the motor of FIG. 1 is mounted. It is a side view which shows the motor and fan mounted in the air conditioning apparatus of FIG. It is a perspective view which shows the rotor which concerns on the conventional structure. It is the schematic which shows the upper surface of the rotor of FIG.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a side surface of a motor 80 according to an embodiment of the present invention.
  • 2 is a perspective view showing the rotor 10 constituting the motor 80
  • FIG. 3 is a schematic view showing the upper surface of the rotor 10.
  • the motor 80 includes a stator 60 around which a coil (not shown) is wound, a rotor 10 that is rotatably installed on the inner peripheral surface side of the stator 60, And a main body outer shell 70 in which the stator 60 is fixed by molding with another resin.
  • the stator 60 is provided on a stator pole piece formed by superimposing a plurality of electromagnetic steel plates, a winding through which a current supplied from a power source flows, and the stator pole piece. And an insulator used for insulation.
  • the rotor 10 includes a rotor core having an inner core (boss) 20 and an outer core (yoke) 30, and a connecting member 40 in which the inner core 20 and the outer core 30 are molded and fixed with resin.
  • a shaft (shaft) 50 is connected to the main body 11.
  • the rotor 10 is provided with a bearing (not shown).
  • the rotor 10 is disposed so as to be coaxial with the cylindrical stator 60.
  • the shaft 50 is inserted into the inner core 20.
  • the outer core 30 is provided on the outer peripheral side of the inner core 20 by connecting a plurality of divided cores 30a to 30d in an annular shape.
  • Each of the divided cores 30a to 30d is formed by laminating a plurality of thin plate materials. More specifically, each of the divided cores 30a to 30d is formed by laminating thin plate materials and stacking them up to a necessary height, and fixing them by caulking or the like.
  • the thin plate materials are stacked to the required height, there is a thickness deviation in the thin plate materials. Therefore, when the other end surface 32 of the outer core 30 is arranged to be flat, a step 55 is generated on the one end surface 31. That is, the outer core 30 has a step 55 on one end face 31 due to the thickness deviation of the divided cores 30a to 30d.
  • FIG. 2 illustrates a case where the thickness of the split cores 30a and 30c is relatively large and the thickness of the split cores 30b and 30d is relatively small. Accordingly, a step 55 is formed at the portion where the divided cores 30a to 30d are connected.
  • the number of divisions of the outer core 30 is determined according to the number of motor poles, such as 4 divisions if the number of motor poles is 4, 6 divisions if there are 6 poles,. Good. This is because the influence of the magnetic flux can be suppressed if the number of divisions of the outer core 30 is matched to the number of motor poles.
  • the connecting member 40 is insulative and flattens one end face 31 by covering the step 55 of the outer core 30 with resin.
  • the amount of resin constituting the connecting member 40 is set in advance based on the thickness deviation of the divided cores 30a to 30d based on the thickness deviation of the thin plate material.
  • a mold (not shown) having a follow-up mechanism capable of following the shrinkage of the resin is used. Then, a set amount of resin injected into the mold in which the inner core 20 and the outer core 30 are arranged flows over the entire surface of one end surface 31 of the outer core 30, and the divided cores follow the mold resin.
  • One end face 31 having a step 55 due to variations in the thickness of 30a to 30d is flattened. As a result, it is possible to avoid a situation in which the resin flows into the lower one of the divided cores 30a to 30d and does not flow into the higher one.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view along the line AA in FIG.
  • a step 55 generated between the split core 30 a and the split core 30 d is covered with a resin constituting the connecting member 40, and one end face 31 is flattened.
  • the sum of the thickness of the outer core 30 and the thickness of the resin formed on one end face 31 of the outer core 30 is equal to each other in each of the divided cores 30a to 30d.
  • the sum of the product thickness Ha of the split core 30a and the resin thickness ha of the split core 30a is equal to the sum of the product thickness Hd of the split core 30d and the resin thickness hd of the split core 30d. It has become. However, the same state exists between the adjacent divided cores 30a to 30d.
  • the connecting member 40 can be formed using a set amount of resin regardless of variations in the thickness of the split cores 30a to 30d. That is, the rotor 10 can be formed ignoring the thickness deviation of the divided cores 30a to 30d. For this reason, the structure of the rotor 10 can be stabilized, and the yield and reliability can be improved. As a result, the life of the rotor 10 and the motor 80 can be extended.
  • FIG. 5 is a schematic view showing a state in which the magnet 65 is attached around the rotor 10 of FIG. 3, and the rotor 10 to which the magnet 65 is attached is, for example, a rotor of an SPM motor. Used.
  • thermoplastic resin is used as the resin used when the rotor is molded.
  • a resin having a contractibility that does not hinder the attachment of the magnet such as PBT resin
  • PBT resin a resin having a contractibility that does not hinder the attachment of the magnet
  • an inexpensive resin such as PP (polypropylene) may be used for the connecting member 40.
  • a resin having a small shrinkage for example, a thermosetting resin
  • the resin constituting the connecting member 40 is appropriately selected according to the type of motor to which the rotor 10 is applied.
  • a resin having suitable shrinkage is used. For this reason, even if the resin is caused to flow over the entire surface of the one end face 31 of the outer core 30, the side surface of the rotor body 11 to which the magnet is attached is not affected by the shrinkage of the resin.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a method for manufacturing the rotor 10.
  • the connecting member 40 includes, for example, a first mold and a second mold, and is formed using a mold (not shown) provided with a follow-up mechanism that can follow the contraction of the resin. Therefore, assuming that the first mold is the movable side and the second mold is the fixed side, a method for manufacturing the rotor 10 will be described based on FIG.
  • a plurality of thin plate materials are stacked and fixed to form a plurality of divided cores 30a to 30d, and then the divided cores 30a to 30d are connected to form the outer core 30 (FIG. 6: Step S101).
  • the inner core 20 and the outer core 30 are arranged in the first mold (FIG. 6: Step S102).
  • the surface with which the other end surface 32 of the outer core 30 abuts (hereinafter referred to as “reference surface”) is a flat surface. Since the divided cores 30a to 30d are arranged on the reference plane, the end faces of the divided cores 30a to 30d forming the other end face 32 are aligned on the same plane (become flush with each other).
  • the first mold is matched with the second mold, and a predetermined amount of resin is injected into the mold cavity based on the thickness deviation of the divided cores 30a to 30d (FIG. 6). : Step S103).
  • one end face 31 of the outer core 30 having a step due to the thickness deviation of the divided cores 30a to 30d is flattened with resin. That is, the following mechanism of the mold follows the curing shrinkage of the resin flowing into the entire surface of the one end surface 31 of the outer core 30 to flatten the one end surface 31 in which the step 55 is generated (FIG. 6: Step S104). ).
  • the yield can be improved by employing the split cores 30a to 30d, and the surface of the outer core 30 can be reliably molded with resin, so that the structure can be stabilized.
  • FIG. 7 is an external view of an air conditioner 90 on which the motor 80 according to the embodiment is mounted.
  • the air conditioner 90 is composed of, for example, an outdoor unit and includes a motor 80. For this reason, as the life of the motor 80 is extended, the reliability of the apparatus is improved.
  • the air conditioner 90 includes a housing 91 formed in a box shape, a suction port 92 formed by an opening on a side surface of the housing 91, and a housing 91 along the suction port 92.
  • a heat exchanger (not shown) disposed inside, an air outlet 93 formed by an opening on the top surface of the housing 91, a fan guard 94 provided so as to allow ventilation to cover the air outlet 93, have.
  • a fan 95 (see FIG. 7) driven by a motor 80 is installed inside the fan guard 94.
  • the air conditioner 90 configured as described above, when the fan 95 is rotated, air is sucked from the suction port 92 on the side surface of the casing 91, and after passing through the heat exchanger, becomes a vertical flow. 91 is blown upward from the air outlet 93 formed in the upper part (see the white arrow in FIG. 7).
  • FIG. 8 is a side view showing the motor 80 and the fan 95 mounted on the air conditioner 90.
  • the installation state of the motor 80 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 8, the motor 80 is installed on the support member 96 using the legs 71. A fan 95 is attached to the shaft 50 of the motor 80.
  • the support member 96 is composed of, for example, two rails, and the motor 80 is placed so that the bottom side is in contact with the support member 96 and the shaft 50 faces upward.
  • a fan 95 is attached to the shaft 50 of the motor 80, and the fan 95 is driven by the rotation of the rotor 10 of the motor 80.
  • the length of the shaft 50 is set so that a predetermined interval is provided between the lower end of the fan 95 and the support member 96.
  • the length L of the shaft 50 can be shortened as compared with the case where the central portion of the motor 80 is supported. Therefore, the shaft shake of the fan 95 can be reduced.
  • the air conditioning apparatus 90 in the present embodiment can improve the reliability as the life of the mounted motor 80 increases.
  • the motor 80 can be configured such that the diameter in plan view (the diameter of the main body outer shell 70) is smaller than the diameter D of the fan boss 95a of the fan 95. By adopting such a configuration, it is possible to reduce wind resistance from the lower side of the motor 80 to the upper side.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a rotor 110 according to a conventional configuration.
  • FIG. 10 is a schematic view showing the upper surface of the rotor 110.
  • the rotor 110 includes an inner core 120, an outer core 130, a connecting member 140 in which the inner core 120 and the outer core 130 are molded and fixed with resin, and a shaft 150.
  • the outer core 130 has a plurality of divided cores 130a to 130d connected in an annular shape, and each of the divided cores 130a to 130d is a laminate of a plurality of thin plate materials.
  • the connecting member 140 is formed by a mold that does not have a follow-up mechanism, and when setting the amount of resin to be injected into the mold, the stack thickness deviation of each of the divided cores 130a to 130d is not taken into consideration. Therefore, when the inner core 120 and the outer core 130 are placed in the mold and the resin is injected, the resin flows into the lower one of the divided cores 130a to 130d and does not flow into the higher one. It becomes.
  • FIG. 9 illustrates a case where the divided cores 130a and 130c have a relatively large product thickness and the divided cores 130b and 130d have a relatively small product thickness.
  • FIG. Has a step 155. That is, it is easy to flow toward the split cores 130b and 130d, and is difficult to flow toward the split cores 130a and 130d. Therefore, the resin injected into the mold flows toward the split cores 130b and 130d and does not flow toward the split cores 130a and 130d. As a result, the resin does not flow on the upper end surface 131 of the outer core 130. It is cured in a uniform state. Referring to FIG. 10, it can be seen that the connecting member 140 made of resin is not formed on the upper end surface 131 of the outer core 130 where the split cores 130 a and 130 d are located.
  • FIG. 9 shows an example in which a step is generated between the surface of the connecting member 140 and the upper end surface 131 for the sake of convenience in order to clearly distinguish the connecting member 140 from the upper end surface 131 of each of the split cores 130a to 130d.
  • the present invention is not limited to such a state. That is, in the rotor 110 having the conventional configuration, the surface of the connecting member 140 may be lower than the upper end surface 131, or the surface of the connecting member 140 may be flush with the upper end surface 131.
  • the rotor 110 in the conventional configuration has an unbalanced structure, and the outer core 130 cannot be sufficiently covered by the connecting member 140, so that electric corrosion such as bearings can be effectively prevented. Because it is not possible, it is not reliable.
  • a shaft 50, an inner core 20 into which the shaft 50 is inserted, and a plurality of divided cores 30a to 30d in which a plurality of thin plate materials are stacked are connected in an annular shape. It has the outer core 30 provided in the outer peripheral side of the inner core 20, and the connection member 40 which fixed the inner core 20 and the outer core 30 by molding with resin. In the connecting member 40, one end surface 31 of the outer core 30 having a step due to the thickness deviation of the divided cores 30a to 30d is flattened with resin. For this reason, the highly reliable rotor 10 having a stable structure can be provided.
  • the amount of the resin constituting the connecting member 40 having an insulating property is set based on the stack thickness deviation of each of the divided cores 30a to 30d.
  • One end face 31 having the step 55 is flattened by integral molding with resin. Therefore, the structure of the rotor 10 can be stabilized and productivity and reliability can be improved.
  • the outer core 30 is constituted by four divided cores 30a to 30d, but the outer core 30 only needs to be formed in an annular shape. That is, the outer core 30 may have a configuration in which any number of split cores having the same shape are connected, and split cores having different shapes, such as only a part of which are separated, are connected in an annular shape. It may be a configured.

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Abstract

　シャフトと、シャフトが挿入される内側コアと、薄板材が複数枚積層された複数の分割コアが円環状に接続されて、内側コアの外周側に設けられた外側コアと、内側コアと外側コアとを樹脂でモールドして固定した連結部材と、を有する回転子において、外側コアは、一方の端面に、各分割コアの積厚偏差に起因した段差を有し、連結部材は、外側コアの段差を樹脂により平坦化している。

Description

回転子、モータ、空気調和装置、及び回転子の製造方法
　本発明は、各種の電気機器等に装備される回転子、モータ、空気調和装置、及び回転子の製造方法に関する。
　従来から、モータの回転子を形成する方式に関して、プレス加工によって打ち抜いた薄板材（プレス材）を積層して形成する積層方式が知られている。積層方式は、ＳＰＭモータ、ＩＰＭモータ、又はアウターロータの回転子等にも広く採用される。回転子を形成する金属のうち、特に磁力を形成する部分（一般的にはコアバック）には、鉄損の影響が少ない電磁鋼板が用いられるが、それでも、磁界による渦電流損失等が発生する。このため、積層を実施せずに回転子を形成することは困難である。
　積層方式によって回転子を形成する場合、例えば、プレス加工によって回転子形状の薄板材を形成し、形成した薄板材を積層して固定するという手法が用いられる（例えば特許文献１）。また、回転子を分割した形状の薄板材を形成し、薄板材を積層させた分割コアを円環状に接続するという手法も知られている（例えば特許文献２）。
　特許文献１には、固定子鉄心に形成されたティースのたわみを抑制するために、金型に設けた支持部でティースの中央付近を支持して金型内に樹脂を注入する、という方法が開示されている。また、特許文献２には、分割コアからなる回転子鉄心、フレーム、及び永久磁石を一体化する成形方法が開示されている。具体的には、回転子鉄心に設けられた複数の穴の各々に、かまぼこ状に重ねた２枚の永久磁石を挿入し、成形型を用いて、フレームに設けられた樹脂通孔から樹脂を注入する、という方法が採用されている。
特開２０００－１２５５２４号公報 特開２００８－２５９３５９号公報
　しかしながら、特許文献１のように、矩形状のスリット材から打ち抜いて固定子形状の薄板材を形成する場合は、端材となる部分が多くなるため、歩留まり及びコストが悪化するという課題がある。一方、特許文献２のように、分割コアを接続して回転子鉄心を形成する場合は、薄板材の厚み偏差に起因して分割コアの積厚がそろわず、樹脂によって一体成形する際に、分割コアの表面を均一に覆うことができないという課題がある。また、特許文献１及び２のモータには、回転子の電食を防ぐための絶縁処理が施されていないため、信頼性が担保されていないという課題がある。
　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、生産性及び信頼性が高く、かつ構造の安定した回転子、モータ、空気調和装置、及び回転子の製造方法を提供することを目的とする。
　本発明に係る回転子は、シャフトと、シャフトが挿入される内側コアと、薄板材が複数枚積層された複数の分割コアが円環状に接続されて、内側コアの外周側に設けられた外側コアと、内側コアと外側コアとを樹脂でモールドして固定した連結部材と、を有し、連結部材は、各分割コアの積厚偏差に起因した段差を有する外側コアの一方の端面を樹脂で平坦化している。
　また、本発明に係る回転子の製造方法は、シャフトと、シャフトが挿入される内側コアと、薄板材が複数枚積層された複数の分割コアが円環状に接続されて、内側コアの外周側に設けられた外側コアと、内側コアと外側コアとを樹脂でモールドして固定した連結部材と、を有する回転子の製造方法であって、樹脂の収縮に追従可能な金型を用いて、各分割コアの積厚偏差をもとに予め設定された量の樹脂を金型に注入し、金型の追従により、各分割コアの積厚偏差に起因した段差を有する外側コアの一方の端面を樹脂で平坦化する。
　本発明では、複数の分割コアの積厚偏差によって外側コアの一方の端面に生じる段差が
連結部材を構成する樹脂によって覆われ、当該一方の端面が平坦化されているため、回転子の構造を安定させ、生産性及び信頼性の向上を図ることができる。
本発明の実施の形態に係るモータの側面を示す概略図である。 図１のモータを構成する回転子を示す斜視図である。 図２の回転子の上面を示す概略図である。 図３のＡ－Ａ線に沿った概略断面図である。 図３の回転子本体の周囲に磁石が貼り付けられた様子を示す概略図である。 図１の回転子の製造方法を示すフローチャートである。 図１のモータが搭載される空気調和装置の外観図である。 図７の空気調和装置に搭載されるモータ及びファンを示す側面図である。 従来の構成に係る回転子を示す斜視図である。 図９の回転子の上面を示す概略図である。
［実施の形態］
　図１は、本発明の実施の形態に係るモータ８０の側面を示す概略図である。また、図２は、モータ８０を構成する回転子１０を示す斜視図であり、図３は、回転子１０の上面を示す概略図である。図１～図３に示すように、モータ８０は、コイル（図示せず）が巻装された固定子６０と、固定子６０の内周面側に回転自在に設置された回転子１０と、固定子６０を別の樹脂でモールドして固定した本体外殻７０と、を有している。固定子６０は、図示を省略しているが、電磁鋼板を複数重ね合わせて構成した固定子磁極片と、電源から供給される電流が流れる巻線と、固定子磁極片に設けられ、コイルの絶縁に利用されるインシュレータと、を有するものである。
　回転子１０は、回転子鉄心である内側コア（ボス）２０及び外側コア（ヨーク）３０と、内側コア２０と外側コア３０とを樹脂でモールドして固定した連結部材４０と、を有する回転子本体１１に、シャフト（軸）５０が連結されたものである。また、回転子１０には、ベアリング（図示せず）が設けられている。回転子１０は、円筒形の固定子６０と同軸となるように配設されている。シャフト５０は、内側コア２０に挿入されている。
　外側コア３０は、複数の分割コア３０ａ～３０ｄが円環状に接続されて、内側コア２０の外周側に設けられたものである。各分割コア３０ａ～３０ｄは、薄板材が複数枚積層されたものである。より具体的に、各分割コア３０ａ～３０ｄは、薄板材を積層して必要高さまで積み上げていき、カシメ等によって固定されたものである。薄板材を必要高さまで積み上げた場合、薄板材には厚み偏差があるため、外側コア３０の他方の端面３２が平坦となるように配置すると、一方の端面３１には段差５５が生じる。すなわち、外側コア３０は、一方の端面３１に、分割コア３０ａ～３０ｄの積厚偏差に起因した段差５５を有している。
　図２では、分割コア３０ａ及び３０ｃの積厚が相対的に大きく、分割コア３０ｂ及び３０ｄの積厚が相対的に小さい場合を例示している。したがって、各分割コア３０ａ～３０ｄが接続された部分には段差５５が生じている。
　外側コア３０の分割数（分割コアの構成数）を多くすれば多くするほど、円弧状である分割コアの外径が直線に近くなるため、矩形状のスリット材から薄板材を打ち抜く際に生じる端材が減少し、歩留まりが向上する。しかし、積層及び接続等の組み立てに時間を要するというデメリットがある。また、磁石背面に分割部を設けるという構成を採った場合、分割部が磁束の抵抗になり（分割部には空気層がありフラックスバリアとなり）、効率の悪化につながる。よって、外側コア３０の分割数は、モータ極数が４極ならば４分割、６極ならば６分割、・・・・ｎ極ならばｎ分割といったように、モータ極数に合わせて決定するとよい。外側コア３０の分割数をモータ極数に合わせれば、磁束の影響を抑制することができるためである。
　連結部材４０は、絶縁性を有しており、外側コア３０の段差５５を樹脂で覆うことにより、一方の端面３１を平坦化するものである。本実施の形態において、連結部材４０を構成する樹脂の量は、薄板材の厚み偏差に基づく各分割コア３０ａ～３０ｄの積厚偏差をもとに予め設定される。また、連結部材４０の成形に際しては、樹脂の収縮に追従可能な追従機構を備えた金型（図示せず）を用いる。そして、内側コア２０と外側コア３０とが配置された金型に注入された設定量の樹脂が、外側コア３０の一方の端面３１の全面に流れ、金型の樹脂への追従により、分割コア３０ａ～３０ｄの積厚のバラツキによる段差５５を有する一方の端面３１が平坦化される。これにより、分割コア３０ａ～３０ｄのうちの積厚が低い方に樹脂が流れ込み、高い方に流れない、といった事態を回避することができる。
　図４は、図３のＡ－Ａ線に沿った概略断面図である。図４に示すように、例えば、分割コア３０ａと分割コア３０ｄとの間に生じた段差５５は、連結部材４０を構成する樹脂で覆われ、一方の端面３１が平坦化されている。ここで、外側コア３０の積厚と、外側コア３０の一方の端面３１上に形成された樹脂の厚みとの和は、各分割コア３０ａ～３０ｄにおいて相互に等しい状態となっている。図４の例では、分割コア３０ａの積厚Ｈａと分割コア３０ａ上の樹脂の厚みｈａとの和が、分割コア３０ｄの積厚Ｈｄと分割コア３０ｄ上の樹脂の厚みｈｄとの和と等しくなっている。もっとも、隣接する各分割コア３０ａ～３０ｄの間において同様の状態となっている。
　上記のように、本実施の形態では、分割コア３０ａ～３０ｄの積厚のバラツキ如何にかかわらず、設定量の樹脂を用いて連結部材４０を成形することができる。すなわち、分割コア３０ａ～３０ｄの積厚偏差を無視して回転子１０を形成することができる。このため、回転子１０の構造を安定させ、歩留まり及び信頼性の向上を図ることができ、結果として、回転子１０及びモータ８０の長寿命化を図ることができる。
　ところで、回転子１０は、固定子６０に巻装されたコイルに通電することにより形成された磁場と、回転子１０の表面もしくは内部に設置された磁石とが反発することによって回転する。ここで、図５は、図３の回転子１０の周囲に磁石６５が貼り付けられた様子を示す概略図であり、磁石６５が貼り付けられた回転子１０は、例えばＳＰＭモータの回転子として利用される。
　一般に、回転子をモールド成形する際に使用する樹脂としては、熱可塑性樹脂が用いられる。上記のように、磁石を貼り付けるＳＰＭモータ等に回転子１０を適用する場合は、例えばＰＢＴ樹脂など、磁石を貼り付ける際に妨げとならない程度の収縮性を有する樹脂を連結部材４０に採用するとよい。また、強度を重視する場合には、ＰＰ（ｐｏｌｙ　ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）などの安価な樹脂を連結部材４０に採用してもよい。さらに、回転子１０をＩＰＭモータ等に適用する場合（回転子１０の表面に磁石を設置しない場合）には、収縮率が小さい樹脂（例えば熱硬化性樹脂）を用いてもよい。
　本実施の形態では、回転子１０を適用するモータの種類に応じて、連結部材４０を構成する樹脂を適宜選択するようにしている。例えば、回転子１０をＳＰＭモータに適用する場合には、好適な収縮性を有する樹脂を用いる。このため、金型において、樹脂を外側コア３０の一方の端面３１の全面に流しても、樹脂の収縮により、磁石を貼り付ける回転子本体１１の側面には影響が及ばない。
（回転子の製造方法）
　図６は、回転子１０の製造方法を示すフローチャートである。連結部材４０は、例えば、第１金型と第２金型とを有し、樹脂の収縮に追従可能な追従機構を備えた金型（図示せず）を用いて形成される。そこで、第一金型が可動側であり、第二金型が固定側であることを想定し、図６に基づいて回転子１０の製造方法を説明する。
　まず、薄板材を複数枚積層して固定し、複数の分割コア３０ａ～３０ｄを形成した後、各分割コア３０ａ～３０ｄを接続して外側コア３０を形成する（図６：ステップＳ１０１）。次いで、内側コア２０と外側コア３０とを第一金型に配置する（図６：ステップＳ１０２）。ここで、第一金型において、外側コア３０の他方の端面３２が当接する面（以下「基準面」という。）は、平坦な面となっている。各分割コア３０ａ～３０ｄは、基準面に配置されるため、他方の端面３２を形成する各分割コア３０ａ～３０ｄの端面は、同一平面上に並ぶ（面一となる）。
　次に、第一金型を第二金型に合わせて、各分割コア３０ａ～３０ｄの積厚偏差をもとに予め設定された量の樹脂を、金型のキャビティ内に注入する（図６：ステップＳ１０３）。そして、金型の追従により、各分割コア３０ａ～３０ｄの積厚偏差に起因した段差を有する外側コア３０の一方の端面３１を樹脂で平坦化する。すなわち、金型の追従機構を、外側コア３０の一方の端面３１全面に流入された樹脂の硬化収縮に追従させて、段差５５が生じた一方の端面３１を平坦化する（図６：ステップＳ１０４）。
　以上の各工程により製造された回転子１０によれば、分割コア３０ａ～３０ｄの採用で歩留りを改善でき、かつ外側コア３０の表面を樹脂で確実にモールドすることができるため、構造の安定化を図ると共に、ベアリング等の構成部材の電食を抑制することができる。したがって、本実施の形態における回転子１０及び回転子１０を実装したモータ８０によれば、生産性及び信頼性の向上を図ると共に、長寿命化を実現することができる。
　次に、実施の形態におけるモータ８０を搭載した空気調和装置９０と、モータ８０の固定状態について説明する。図７は、実施の形態に係るモータ８０が搭載される空気調和装置９０の外観図である。空気調和装置９０は、例えば室外機からなり、モータ８０を備えている。このため、モータ８０の長寿命化に伴い、装置としての信頼性が向上されている。
　図７に示すように、空気調和装置９０は、箱状に形成された筐体９１と、筐体９１の側面の開口により形成された吸込口９２と、吸込口９２に沿うように筐体９１内に配置された熱交換器（図示せず）と、筐体９１の天面の開口により形成された吹出口９３と、吹出口９３を覆うように通風可能に設けられたファンガード９４と、を有している。ファンガード９４の内部には、モータ８０により駆動されるファン９５（図７参照）が設置されている。上記のように構成された空気調和装置９０において、ファン９５が回転すると、筐体９１側面の吸込口９２から空気が吸い込まれ、熱交換器を通過後、垂直方向の流れとなって、筐体９１上部に形成された吹出口９３から上向きに吹き出される（図７の白抜き矢印参照）。
　図８は、空気調和装置９０に搭載されるモータ８０及びファン９５を示す側面図である。図８に基づいて、モータ８０の設置状態について説明する。図８に示すように、モータ８０は、脚部７１を利用して支持部材９６に設置されている。また、モータ８０のシャフト５０には、ファン９５が取り付けられている。
　図８において、支持部材９６は、例えば２本のレールにより構成され、モータ８０は、底面側が支持部材９６と接し、シャフト５０が上方に向くように載置される。モータ８０のシャフト５０には、ファン９５が取り付けられ、ファン９５は、モータ８０の回転子１０が回転することにより駆動される。
　ここで、ファン９５の翼下端と支持部材９６との間には、所定の間隔が空くようにシャフト５０の長さが設定される。本実施の形態では、モータ８０が、支持部材９６上に載置されて固定されるため、モータ８０の中央部分を支持する場合と比較して、シャフト５０の長さＬを短くすることができることから、ファン９５の軸ぶれを軽減することができる。また、本実施の形態における空気調和装置９０は、搭載したモータ８０の長寿命化に伴って、信頼性の向上を図ることができる。なお、モータ８０は、平面視における直径（本体外殻７０の直径）が、ファン９５のファンボス９５ａの直径Ｄよりも小さくなるように構成することができる。かかる構成を採れば、モータ８０の下方から上方に向かう風の抵抗を軽減することができる。
　ここで、回転子１０によって得られる効果を更に詳細に説明するための比較例を、図９及び図１０を参照して説明する。図９は、従来の構成に係る回転子１１０を示す斜視図である。図１０は、回転子１１０の上面を示す概略図である。
　回転子１１０は、内側コア１２０と、外側コア１３０と、内側コア１２０と外側コア１３０とを樹脂でモールドして固定した連結部材１４０と、シャフト１５０とを有している。外側コア１３０は、複数の分割コア１３０ａ～１３０ｄが円環状に接続されたものであり、各分割コア１３０ａ～１３０ｄは、薄板材が複数枚積層されたものである。
　連結部材１４０は、追従機構を有していない金型によって形成されており、金型に注入する樹脂の量を設定するに際しては、各分割コア１３０ａ～１３０ｄの積厚偏差が考慮されていない。このため、金型内に内側コア１２０及び外側コア１３０を配置して樹脂を注入した際に、分割コア１３０ａ～１３０ｄのうちの積厚が低い方に樹脂が流れ込み、高い方に流れないという状態となる。
　図９では、分割コア１３０ａ及び１３０ｃの積厚が相対的に大きく、分割コア１３０ｂ及び１３０ｄの積厚が相対的に小さい場合を例示しており、各分割コア１３０ａ～１３０ｄが接続された部分には段差１５５が生じている。すなわち、分割コア１３０ｂ及び１３０ｄの方に流れやすく、分割コア１３０ａ及び１３０ｄの方には流れにくい状態となっている。したがって、金型内に注入した樹脂は、分割コア１３０ｂ及び１３０ｄの方に流れ、分割コア１３０ａ及び１３０ｄの方には流れないこととなり、結果として、外側コア１３０の上端面１３１において、樹脂が不均一な状態のまま硬化されている。図１０を参照すると、分割コア１３０ａ及び１３０ｄが位置する外側コア１３０の上端面１３１には、樹脂による連結部材１４０が形成されていないことがわかる。
　なお、図９には、連結部材１４０と各分割コア１３０ａ～１３０ｄの上端面１３１とを明確に区別するため、便宜上、連結部材１４０の表面と上端面１３１との間に段差が生じている例を示しているが、かかる状態に限定されない。すなわち、従来構成の回転子１１０においては、連結部材１４０の表面が上端面１３１よりも低くなることもあれば、連結部材１４０の表面と上端面１３１とが面一になることもある。
　以上のように、従来構成における回転子１１０は、アンバランスな構造となっており、また、連結部材１４０によって外側コア１３０を十分に覆うことができないため、ベアリング等の電食を有効に防ぐことができないことから、信頼性に乏しいものとなっている。
　一方、本実施の形態における回転子１０は、シャフト５０と、シャフト５０が挿入される内側コア２０と、薄板材が複数枚積層された複数の分割コア３０ａ～３０ｄが円環状に接続されて、内側コア２０の外周側に設けられた外側コア３０と、内側コア２０と外側コア３０とを樹脂でモールドして固定した連結部材４０と、を有している。そして、連結部材４０は、各分割コア３０ａ～３０ｄの積厚偏差に起因した段差を有する外側コア３０の一方の端面３１を樹脂で平坦化している。このため、構造が安定した信頼性の高い回転子１０を提供することができる。また、回転子１０では、絶縁性を有する連結部材４０を構成する樹脂の量が、各分割コア３０ａ～３０ｄの積厚偏差に基づいて設定されており、追従機構を有する金型を用いての樹脂による一体成形により、段差５５を有する一方の端面３１が平坦化されている。よって、回転子１０の構造を安定させ、生産性及び信頼性の向上を図ることができる。
　なお、上述した各実施の形態は、回転子、モータ、空調調和装置、及びモータの製造方法における好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術的範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態において、外側コア３０は、４つの分割コア３０ａ～３０ｄによって構成されているが、外側コア３０は、少なくとも円環状に形成されていればよい。すなわち、外側コア３０は、同形状である任意の個数の分割コアが接続された構成であってもよく、また、一部のみが分離されたような、異なる形状の分割コアが円環状に接続された構成であってもよい。
　１０、１１０　回転子、１１　回転子本体、２０、１２０　内側コア（ボス）、３０、１３０　外側コア（ヨーク）、３０ａ～３０ｄ、１３０ａ～１３０ｄ　分割コア、３１　一方の端面、３２　他方の端面、４０、１４０　連結部材、５０、１５０　シャフト、５５、１５５　段差、６０　固定子、６５　磁石、７０　本体外殻、７１　脚部、８０　モータ、９０　空気調和装置、９１　筐体、９２　吸込口、９３　吹出口、９４　ファンガード、９５　ファン、９５ａ　ファンボス、９６　支持部材、１３１　上端面。

Claims (7)

  1. 　シャフトと、
    　前記シャフトが挿入される内側コアと、
    　薄板材が複数枚積層された複数の分割コアが円環状に接続されて、前記内側コアの外周側に設けられた外側コアと、
    　前記内側コアと前記外側コアとを樹脂でモールドして固定した連結部材と、
    　を有し、
    　前記連結部材は、
    　前記各分割コアの積厚偏差に起因した段差を有する前記外側コアの一方の端面を前記樹脂で平坦化している回転子。
  2. 　前記樹脂の量は、
    　前記各分割コアの積厚偏差をもとに設定される請求項１に記載の回転子。
  3. 　前記外側コアの積厚と、前記外側コアの他方の端面上に形成された前記樹脂の厚みとの和は、前記各分割コアにおいて相互に等しい請求項１又は２に記載の回転子。
  4. 　前記樹脂は、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂である請求項１～３の何れか一項に記載の回転子。
  5. 　コイルが巻装された固定子と、
    　固定子の内周面側に回転自在に設置された請求項１～４の何れか一項に記載の回転子と、
    　前記固定子を別の樹脂でモールドして固定した本体外殻と、
    　を有するモータ。
  6. 　筐体内に配置され、吸込口から空気を吸い込み、熱交換器を通過した空気を吹出口から吹き出すファンと、
    　前記ファンを駆動するファンモータと、
    　前記ファンモータが固定部材を介して固定される支持部材と、
    　を有し、
    　前記ファンモータとして、請求項５に記載のモータを採用した空気調和装置。
  7. 　シャフトと、前記シャフトが挿入される内側コアと、薄板材が複数枚積層された複数の分割コアが円環状に接続されて、前記内側コアの外周側に設けられた外側コアと、前記内側コアと前記外側コアとを樹脂でモールドして固定した連結部材と、を有する回転子の製造方法であって、
    　前記樹脂の収縮に追従可能な金型を用いて、前記各分割コアの積厚偏差をもとに予め設定された量の前記樹脂を前記金型に注入し、
    　前記金型の追従により、前記各分割コアの積厚偏差に起因した段差を有する前記外側コアの一方の端面を前記樹脂で平坦化する回転子の製造方法。
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