WO2019111374A1 - ロータ、電動機、圧縮機、空気調和機、及びロータの製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a rotor used for a motor.
- an inner rotor type IPM (Interior Permanent Magnet) motor is used.
- IPM Inner Permanent Magnet
- the magnetic flux flowing from the stator to the rotor changes in accordance with the rotation of the rotor.
- an eddy current is generated in the rotor core and the permanent magnet fixed to the rotor core, and the temperature of the rotor core and the permanent magnet is increased.
- the temperature rise of the permanent magnet causes the decrease of the magnetic force and the coercivity. Therefore, it is desirable to efficiently dissipate the heat of permanent magnets to the rotor core.
- a method has been proposed in which an adhesive containing a filler with high thermal conductivity or a film with high thermal conductivity is filled between the inner wall of the magnet insertion hole and the permanent magnet (see, for example, Patent Document 1) ).
- An object of the present invention is to provide a rotor capable of efficiently releasing the temperature of permanent magnets of the rotor.
- the rotor according to the present invention comprises a radially magnetized rare earth magnet, a first portion, a thin portion including a second portion harder than the first portion, and a rotor core having a magnet insertion hole into which the rare earth magnet is inserted.
- FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a structure of a motor 1 according to a first embodiment of the present invention.
- the z-axis direction (z-axis) is parallel to the axis A1 of the shaft 10 of the motor 1 (ie, the rotation axis of the rotor 2) ("axial direction of the rotor 2" (Also referred to simply as “axial direction”)
- the x-axis direction indicates a direction orthogonal to the z-axis direction (z-axis)
- the y-axis direction is orthogonal to both the z-axis direction and the x-axis direction Indicate the direction in which
- the motor 1 is, for example, an inner rotor type IPM motor.
- the motor 1 includes a rotor 2, a stator 3, a frame 4, a bearing 5 a, a bearing 5 b and a compression spring 6.
- the upper side (that is, the + z side) in FIG. 1 is referred to as the first side (also referred to as the A side), and the lower side (that is, the ⁇ z side) is referred to as the second side (also referred to as the B side).
- the first side is the load side of the motor 1 and the second side is the anti-load side of the motor 1, but the second side may be the load side and the first side may be the anti-load side .
- the bearing 5 a and the bearing 5 b rotatably support the rotor 2.
- the bearing 5a is fixed to the first side of the frame 4 (specifically, the frame portion 4a), and the bearing 5b is fixed to the second side of the frame 4 (specifically, the frame portion 4b) There is.
- the frame 4 covers the stator 3.
- the frame 4 is formed of a metal material such as iron or aluminum.
- the frame 4 is composed of frame parts 4a and 4b. Specifically, the frame 4 is divided into two frames (that is, the frame portions 4 a and 4 b) in a plane orthogonal to the rotation axis of the rotor 2. Each of the frame portions 4a and 4b is formed in a cup shape.
- the frame 4 has an inner surface 41a (first inner surface) formed on one end side (first side shown in FIG. 1) in the axial direction, and a second side shown in FIG. 1 on the other end side in the axial direction. And an inner surface 41b (second inner surface) formed on the
- the frame portion 4a has a flange portion 42a formed on the opening side and an inner surface 41a.
- the frame portion 4a supports the first side of the rotor 2 via the bearing 5a.
- the frame portion 4b has a flange portion 42b formed on the opening side, an inner surface 41b, and a bottomed portion 42c.
- the frame portion 4 b supports the second side of the rotor 2 via the bearing 5 b.
- the stator 3 is fixed in the frame portion 4b.
- the flange portion 42a of the frame portion 4a is in contact with the flange portion 42b of the frame portion 4b, and the flange portion 42a of the frame portion 4a is fixed to the flange portion 42b of the frame portion 4b by, for example, an adhesive, a screw or welding. It is done.
- the compression spring 6 is disposed between the bottomed portion 42c of the frame portion 4b and the bearing 5b.
- the compression spring 6 pre-loads the bearing 5b.
- preload is also applied to the bearing 5a.
- a wave washer or the like is used as the compression spring 6.
- FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the rotor 2.
- the rotor 2 has a rotor core 7, permanent magnets 8, end plates 9 a (FIG. 1), end plates 9 b (FIG. 1), a shaft 10 and a heat conduction sheet 13.
- the rotor 2 is disposed inside the stator 3.
- the rotor core 7 has a thin portion 73 including a first portion 71, a second portion 72, a shaft hole 11, and a magnet insertion hole 12.
- the second portion 72 is harder than the first portion 71.
- the thin portion 73 is a partial region of the rotor core 7 surrounded by a broken line.
- the rotor core 7 is formed, for example, by axially laminating a plurality of electromagnetic steel plates punched into a predetermined shape. Therefore, at least one electromagnetic steel sheet of the rotor core 7 has the first portion 71, the thin portion 73 including the second portion 72, the shaft hole 11, and the magnet insertion hole 12. As shown in FIG. 2, the cross-sectional shape of the rotor core 7 (that is, the planar shape perpendicular to the axial direction) is circular. However, the cross-sectional shape of the rotor core 7 may not be a perfect circle.
- the shaft hole 11 is a through hole which penetrates the rotor core 7 in the axial direction.
- the shaft 10 is inserted into the shaft hole 11.
- the center of the shaft hole 11 in the radial direction of the rotor 2 (also referred to as “the radial direction of the stator 3” or simply “the radial direction”) coincides with the center of the rotor core 7 in the radial direction.
- the plurality of magnet insertion holes 12 are provided on the rotor core 7 at equal intervals in the circumferential direction of the rotor 2 (also referred to as “the circumferential direction of the stator 3" or simply “the circumferential direction”) around the axis A1. It is formed.
- the magnet insertion hole 12 is a through hole which penetrates the rotor core 7 in the axial direction. On the xy plane, the magnet insertion hole 12 extends in the direction orthogonal to the radial direction. Each magnet insertion hole 12 is formed closer to the outer peripheral surface of the rotor core 7 than the shaft hole 11.
- one permanent magnet 8 is inserted into each magnet insertion hole 12.
- the arrangement method of the permanent magnet 8 in each magnet insertion hole 12 is not limited to this embodiment. Two or more permanent magnets 8 may be inserted into each magnet insertion hole 12.
- the permanent magnet 8 is, for example, a rare earth magnet. However, a magnet other than the rare earth magnet may be used as the permanent magnet 8.
- the permanent magnet 8 is formed in a flat plate shape.
- the heat conductive sheet 13 is disposed between the permanent magnet 8 and the inner wall 12 a of the magnet insertion hole 12. In other words, the heat conductive sheet 13 is located outside the permanent magnet 8 in the radial direction in the magnet insertion hole 12. In this case, the heat conductive sheet 13 is sandwiched between the outer surface 8 a of the permanent magnet 8 and the inner wall 12 a of the magnet insertion hole 12 in the radial direction.
- the heat transfer sheet 13 transfers the heat of the permanent magnet 8 to the rotor core 7.
- the heat conducted to the rotor core 7 is released to the outside of the rotor 2.
- the heat conductive sheet 13 is formed of a deformable material.
- the deformation of the heat conductive sheet 13 is, for example, elastic deformation or plastic deformation, or both. Specifically, the heat conduction sheet 13 is compressed in the radial direction.
- the heat conductive sheet 13 is in close contact with the inner wall 12 a of the magnet insertion hole 12 and the permanent magnet 8 in a deformed state.
- the heat conductive sheet 13 is formed of, for example, a material containing silicone.
- the heat conductive sheet 13 may be formed of a material other than a material containing silicone, for example, a material containing an acrylic resin.
- the position of the heat transfer sheet 13 is not limited to the example shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing another example of the rotor 2.
- the heat conductive sheet 13 may be located inside the permanent magnet 8 in the radial direction in the magnet insertion hole 12. That is, heat conduction sheet 3 may be disposed between inner surface 8 b which is the inner surface of permanent magnet 8 in the radial direction and inner wall 12 b of magnet insertion hole 12. In this case, the heat conductive sheet 13 is sandwiched between the inner surface 8 b of the permanent magnet 8 and the inner wall 12 b of the magnet insertion hole 12.
- the shape of the thin portion 73 is not limited to the example shown in FIG. FIG. 4 is a view showing another example of the shape of the thin portion 73.
- the thin portion 73 extends in the circumferential direction along the outer edge of the rotor core 7. Thereby, in the manufacturing process (step S3) of the rotor 2 mentioned later, the rotor core 7 can be easily deformed by a small load.
- the end plates 9a and 9b close the openings on the first and second sides of the magnet insertion hole 12, respectively. This prevents the permanent magnet 8 from coming out of the magnet insertion hole 12.
- the cross-sectional shape of the shaft 10 (that is, the planar shape orthogonal to the axial direction) is, for example, circular.
- the shaft 10 is rotatably supported by the bearing 5a and the bearing 5b.
- the stator 3 has a stator core 17 formed in an annular shape, an insulator 16 that insulates the stator core 17, and a winding 18 wound around the stator core 17 with the insulator 16 interposed therebetween.
- the stator 3 is formed in an annular shape in the circumferential direction.
- the stator 3 (specifically, the stator core 17) is held by the frame 4 (specifically, the frame portion 4b).
- the rotor 2 is rotatably provided inside the stator 3.
- the stator 3 is fixed in the frame 4 (specifically, the frame portion 4b) by means such as press fitting or welding, and the outer peripheral surface of the stator core 17 is in contact with the inside of the frame portion 4b.
- the stator core 17 is formed by axially laminating a plurality of electromagnetic steel plates punched into a predetermined shape.
- the stator core 17 has, for example, at least one yoke (also referred to as a core back) and a plurality of teeth projecting inward in the radial direction.
- the plurality of teeth are radially arranged about the axis A1, and the teeth are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
- the radially inner end of the tooth portion faces the rotor 2.
- An air gap is formed between the tip of the tooth portion and the rotor 2.
- the rotor core 7 has a plurality of magnet insertion holes 12. In the example shown in FIG. 2, six magnet insertion holes 12 are formed in the rotor core 7. One permanent magnet 8 is disposed in each magnet insertion hole 12. The magnetization direction of the permanent magnet 8 is the radial direction. That is, the permanent magnet 8 is magnetized in the radial direction. In the rotor 2, each permanent magnet 8 functions as one magnetic pole for the stator 3. A region of the magnet insertion hole 12 where the permanent magnet 8 is not present is a flux barrier 12 c for regulating the direction of the magnetic flux.
- one permanent magnet 8 functions as one magnetic pole for the stator 3, and another permanent magnet 8 adjacent in the circumferential direction functions as the other magnetic pole for the stator 3. That is, in the rotor 2, one permanent magnet 8 functions as an N pole with respect to the stator 3, and another permanent magnet 8 adjacent in the circumferential direction functions as an S pole with respect to the stator 3. Therefore, in the circumferential direction of the rotor 2, N poles and S poles are alternately arranged.
- FIG. 5 is a view showing the structure around the magnet insertion hole 12 of one of the six magnet insertion holes 12 shown in FIG.
- the structure around the six magnet insertion holes 12 shown in FIG. 2 is the same as the structure around the magnet insertion holes 12 shown in FIG.
- the first portion 71 occupies a main portion of the rotor core 7.
- the second portion 72 is a part of the rotor core 7 other than the first portion 71. In the example shown in FIG. 5, the second portion 72 is adjacent to the magnet insertion hole 12.
- the second portion 72 is formed of the same material as the first portion 71.
- the second portion 72 (that is, a portion harder than the first portion 71) is formed by deforming the thin portion 73 in the manufacturing process of the rotor 2.
- the thin portion 73 is located between the end of the magnet insertion hole 12 in the circumferential direction and the outer edge of the rotor core 7. Specifically, the thin portion 73 is located between the flux barrier 12 c and the outer edge of the rotor core 7.
- the thin portion 73 includes a second portion 72 which is a portion higher in hardness than the first portion 71.
- the thin portion 73 may include the first portion 71.
- the width w1 of the thin portion 73 is the minimum width of the thin portion 73 in the radial direction.
- the width w1 of the thin portion 73 is equal to or greater than the thickness in the axial direction of one electromagnetic steel sheet forming the rotor core 7.
- the heat conductive sheet 13 is located outside the permanent magnet 8 in the radial direction in the magnet insertion hole 12. That is, it is disposed between the outer surface 8 a which is the outer surface of the permanent magnet 8 in the radial direction and the inner wall 12 a of the magnet insertion hole 12. In other words, the heat conductive sheet 13 is sandwiched between the outer surface 8 a of the permanent magnet 8 and the inner wall 12 a of the magnet insertion hole 12.
- the position of the second portion 72 is not limited to the example shown in FIG. 6 to 10 are diagrams showing other examples of the structure around the magnet insertion hole 12. As shown in FIGS. 6 to 10, the position of the second portion 72 may be different depending on the shape of the magnet insertion hole 12 or the like. For example, although the second portion 72 shown in FIGS. 6 to 9 is adjacent to the magnet insertion hole 12, the second portion 72 is adjacent to the outer edge of the rotor core 7 as shown in FIG. It is also good.
- FIG. 11 is a flowchart showing an example of the manufacturing process of the rotor 2.
- the method of manufacturing the rotor 2 includes the steps described below.
- FIG. 12 is a plan view schematically showing the structure of the rotor core 7 produced in step S1.
- the rotor core 7 is manufactured.
- the width w2 which is the minimum width of the magnet insertion hole 12 in the radial direction is larger than the thickness T1 (FIG. 5) in the radial direction of the permanent magnet 8 and the heat conductive sheet 13 of the rotor 2 as a finished product.
- the plurality of electromagnetic steel plates are pressed (specifically, punching) so that the radius r2 is larger than the radius r1 (FIG. 2) of the rotor core 7 of the rotor 2 as a finished product. Process By this pressing, the shaft hole 11 and the magnet insertion hole 12 are formed.
- the thickness T1 shown in FIG. 5 is the sum of the thickness Tm in the radial direction of the permanent magnet 8 of the rotor 2 as a finished product and the thickness Ts in the radial direction of the heat conductive sheet 13.
- the radius r1 and the radius r2 are radii passing through the center of the magnet insertion hole 12 and the center of the shaft 10 (that is, the axis A1) on the xy plane.
- the rotor core 7 is obtained by axially laminating a plurality of electromagnetic steel sheets processed by press processing.
- FIG. 13 is a diagram showing an example of the manufacturing process in step S2.
- step S2 the permanent magnet 8 and the heat conduction sheet 13 are inserted into the magnet insertion hole 12 of the rotor core 7 obtained in step S1.
- the heat conductive sheet 13 is inserted between the outer surface 8 a of the permanent magnet 8 and the inner wall 12 a of the magnet insertion hole 12.
- FIG. 14 is a diagram showing an example of the manufacturing process in step S3.
- the inner wall 12a of the magnet insertion hole 12 is brought into contact with the heat conduction sheet 13 so that the heat conduction sheet 13 is deformed by applying a load radially outward from the outer side of the rotor core 7.
- the inner wall 12 a is in close contact with the heat conductive sheet 13, and the heat conductive sheet 13 is in close contact with the permanent magnet 8.
- the deformation of the heat conductive sheet 13 is, for example, elastic deformation or plastic deformation, or both.
- step S3 the thin-walled portion 73 is deformed, and a second portion 72 (that is, a portion hardened by plastic deformation) harder than the first portion 71 is formed in the thin-walled portion 73.
- step S4 the shaft 10 is inserted into the shaft hole 11 formed in the rotor core 7. Furthermore, the end plates 9a and 9b are attached to the rotor core 7.
- the rotor 2 is assembled by the steps described above.
- the surface of the permanent magnet used for the rotor and the inner wall of the magnet insertion hole have fine irregularities. Therefore, the area of the permanent magnet contacting the inner wall of the magnet insertion hole is smaller than the surface area of the permanent magnet facing the inner wall of the magnet insertion hole. Thus, the heat generated in the permanent magnet is less likely to be released to the rotor core.
- the heat conductive sheet 13 is disposed between the permanent magnet 8 and the inner wall 12 a of the magnet insertion hole 12, and the heat conductive sheet 13 is deformed in the permanent magnet 8 and the magnet insertion hole 12. It is in close contact with the inner wall 12a of the Thereby, the contact area of the permanent magnet 8 can be increased, and the heat of the permanent magnet 8 is efficiently released to the rotor core 7 through the heat conduction sheet 13. As a result, the temperature of the permanent magnet 8 can be efficiently reduced.
- the eddy current generated on the outer surface is larger than the inner surface of the permanent magnet in the radial direction. Therefore, in the magnet insertion hole 12, the heat conduction sheet 13 is positioned outside the permanent magnet 8 in the radial direction, whereby the heat of the permanent magnet 8 can be more efficiently released to the rotor core 7.
- the thin portion 73 includes the second portion 72 which is harder than the first portion 71.
- the strength of the thin portion 73 against the centrifugal force generated during the rotation of the rotor 2 can be increased. Therefore, even when stress is generated in the thin portion 73 while the rotor 2 is rotating, deformation of the rotor core 7 can be prevented. As a result, the heat of the permanent magnet 8 can be efficiently released to the rotor core 7.
- the width w1 of the thin portion 73 is equal to or greater than the thickness of one electromagnetic steel sheet forming the rotor core 7.
- the motor 1 Since the motor 1 has the rotor 2 described above, it has the same effect as the effect of the rotor 2. Thereby, the motor efficiency of the motor 1 can be improved.
- the width w2 of the magnet insertion hole 12 is greater than the thickness T1 of the permanent magnet 8 and the heat conductive sheet 13 of the rotor 2 as a finished product.
- the permanent magnet 8 and the heat conduction sheet 13 can be easily inserted into the magnet insertion hole 12 by processing the electromagnetic steel sheet so as to be large. As a result, the productivity of the rotor 2 can be improved.
- the inner wall 12a of the magnet insertion hole 12 is brought into contact with the heat conduction sheet 13 so that the heat conduction sheet 13 is deformed by applying a load radially outward from the outer side of the rotor core 7.
- the inner wall 12 a is in close contact with the heat conductive sheet 13, and the heat conductive sheet 13 is in close contact with the permanent magnet 8.
- the area of the inner wall 12a in contact with the heat conduction sheet 13 and the area of the permanent magnet 8 in contact with the heat conduction sheet 13 can be increased, so the heat of the permanent magnet 8 is transmitted through the heat conduction sheet 13 It can be efficiently released to the rotor core 7.
- FIG. 15 is a diagram schematically showing a configuration of the air conditioner 50 according to Embodiment 2 of the present invention.
- An air conditioner 50 (for example, a refrigeration air conditioner) according to the second embodiment includes an indoor unit 51 as a fan (first fan), a refrigerant pipe 52, and a fan connected to the indoor unit 51 by a refrigerant pipe 52. And an outdoor unit 53 as a (second blower).
- the indoor unit 51 includes a motor 51a (for example, the motor 1 according to the first embodiment), a blower 51b for blowing air by being driven by the motor 51a, and a housing 51c covering the motor 51a and the blower 51b.
- the blower 51b has, for example, a blade 51d driven by the motor 51a.
- the blades 51d are fixed to the shaft (for example, the shaft 10) of the motor 51a and generate an air flow.
- the outdoor unit 53 has a motor 53a (for example, the motor 1 according to the first embodiment), a blower 53b, a compressor 54, and a heat exchanger (not shown).
- the blower 53b blows by being driven by the motor 53a.
- the blower 53b has, for example, a blade 53d driven by the motor 53a.
- the blade 53d is fixed to the shaft (for example, the shaft 10) of the motor 53a and generates an air flow.
- the compressor 54 includes an electric motor 54a (for example, the electric motor 1 according to the first embodiment), a compression mechanism 54b (for example, a refrigerant circuit) driven by the electric motor 54a, and a housing 54c covering the electric motor 54a and the compression mechanism 54b.
- a motor 54a for example, the motor 1 according to the first embodiment
- a compression mechanism 54b for example, a refrigerant circuit
- At least one of the indoor unit 51 and the outdoor unit 53 has the electric motor 1 (including the modification) described in the first embodiment.
- the electric motor 1 described in the first embodiment is applied to at least one of the electric motors 51a and 53a as a drive source of the blower unit.
- the motor 54a of the compressor 54 the motor 1 (including the modification) described in the first embodiment may be used.
- the air conditioner 50 can perform an operation such as a cooling operation of blowing cold air from the indoor unit 51 or a heating operation of blowing warm air, for example.
- the motor 51a is a drive source for driving the blower 51b.
- the blower 51b can blow the adjusted air.
- the motor 1 (including the modification) described in the first embodiment is applied to at least one of the motors 51a and 53a. You can get the same effect as the Thereby, the efficiency of the air conditioner 50 can be improved.
- the same effect as the effect described in the first embodiment can be obtained by using the motor 1 (including the modification) according to the first embodiment as a drive source of the fan (for example, the indoor unit 51). .
- This can improve the efficiency of the blower.
- the fan having the motor 1 according to the first embodiment and the blades (for example, the blades 51 d or 53 d) driven by the motor 1 can be used alone as an apparatus for blowing air.
- the blower is also applicable to devices other than the air conditioner 50.
- the same effect as the effect described in the first embodiment can be obtained by using the motor 1 (including the modification) according to the first embodiment as a drive source of the compressor 54. Thereby, the efficiency of the compressor 54 can be improved.
- the motor 1 described in the first embodiment can be mounted on an apparatus having a drive source, such as a ventilation fan, a home appliance, or a machine tool, in addition to the air conditioner 50.
- a drive source such as a ventilation fan, a home appliance, or a machine tool, in addition to the air conditioner 50.
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Abstract
ロータ(2)は、径方向に磁化された希土類磁石と、ロータコア(7)と、変形可能な材料で形成された熱伝導シート(13)とを有する。ロータコア(7)は、第1部分(71)と、第1部分よりも硬い第2部分(72)を含む薄肉部(73)と、磁石挿入穴(12)とを有する。薄肉部(73)は、磁石挿入穴(12)の周方向における端部の領域とロータコア(7)の外縁との間に位置する。
Description
本発明は、電動機に用いられるロータに関する。
一般に、インナーロータ型のIPM(Interior Permanent Magnet)モータが用いられている。IPMモータでは、ステータからロータに流入する磁束がロータの回転に応じて変化する。これにより、ロータコア及びロータコアに固定された永久磁石に渦電流が発生し、ロータコア及び永久磁石の温度が上昇する。永久磁石の温度上昇は、磁力及び保磁力の低下を引き起こす。したがって、永久磁石の熱をロータコアへ効率的に放出することが望まれている。このため、熱伝導性が高いフィラーを含有する接着剤又は熱伝導性が高いフィルムを、磁石挿入穴の内壁と永久磁石との間に充填する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、接着剤を用いた場合、使用量の管理及び接着剤を硬化させる時間の管理などの製造コストが増加するという問題がある。一方、フィルムを用いた場合、磁石挿入穴の内壁と永久磁石との間に隙間が生じないように配置することが困難であり、永久磁石の熱をロータコアへ効率的に放出することが困難という問題がある。
本発明の目的は、ロータの永久磁石の温度を効率的に放出させることができるロータを提供することである。
本発明のロータは、径方向に磁化された希土類磁石と、第1部分、前記第1部分よりも硬い第2部分を含む薄肉部、及び前記希土類磁石が挿入された磁石挿入穴を有するロータコアと、前記希土類磁石と前記磁石挿入穴の内壁との間に配置されており、前記希土類磁石の熱を前記ロータコアに伝導する、変形可能な材料で形成された熱伝導シートとを備え、前記薄肉部は、前記磁石挿入穴の周方向における端部の領域と前記ロータコアの外縁との間に位置する。
本発明によれば、ロータの永久磁石の温度を効率的に放出させることができるロータを提供することができる。
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1の構造を概略的に示す縦断面図である。
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のシャフト10の軸線A1(すなわち、ロータ2の回転軸)と平行な方向(「ロータ2の軸方向」又は単に「軸方向」ともいう)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軸方向は、z軸方向及びx軸方向の両方に直交する方向を示す。
図1は、本発明の実施の形態1に係る電動機1の構造を概略的に示す縦断面図である。
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のシャフト10の軸線A1(すなわち、ロータ2の回転軸)と平行な方向(「ロータ2の軸方向」又は単に「軸方向」ともいう)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軸方向は、z軸方向及びx軸方向の両方に直交する方向を示す。
電動機1は、例えば、インナーロータ型のIPMモータである。
電動機1は、ロータ2と、ステータ3と、フレーム4と、ベアリング5aと、ベアリング5bと、圧縮バネ6とを備えている。以下、図1における上側(すなわち、+z側)を第1側(A側ともいう)、下側(すなわち、-z側)を第2側(B側ともいう)とそれぞれ呼ぶ。図1に示される例では、第1側が電動機1の負荷側であり、第2側が電動機1の反負荷側であるが、第2側が負荷側で、第1側が反負荷側であっても良い。
ベアリング5a及びベアリング5bは、ロータ2を回転自在に支持する。ベアリング5aは、フレーム4の第1側(具体的には、フレーム部4a)に固定されており、ベアリング5bは、フレーム4の第2側(具体的には、フレーム部4b)に固定されている。
フレーム4はステータ3を覆う。フレーム4は、鉄又はアルミニウムなどの金属材料で形成されている。本実施の形態では、フレーム4は、フレーム部4a及び4bで構成されている。具体的には、フレーム4は、ロータ2の回転軸と直交する平面で2つのフレーム(すなわち、フレーム部4a及び4b)に分割されている。フレーム部4a及び4bの各々は、カップ状に形成されている。
フレーム4は、軸方向における一端側(図1に示される第1側)に形成された内側表面41a(第1の内側表面)と、軸方向における他端側(図1に示される第2側)に形成された内側表面41b(第2の内側表面)とを有する。
フレーム部4aは、開口側に形成されたフランジ部42aと、内側表面41aとを有する。フレーム部4aは、ベアリング5aを介してロータ2の第1側を支持する。
フレーム部4bは、開口側に形成されたフランジ部42bと、内側表面41bと、有底部分42cとを有する。フレーム部4bは、ベアリング5bを介してロータ2の第2側を支持する。フレーム部4b内には、ステータ3が固定されている。
フレーム部4aのフランジ部42aは、フレーム部4bのフランジ部42bに接触しており、フレーム部4aのフランジ部42aは、例えば、接着剤、ねじ、又は溶接でフレーム部4bのフランジ部42bに固定されている。
圧縮バネ6は、フレーム部4bの有底部分42cとベアリング5bとの間に配置されている。圧縮バネ6は、ベアリング5bに予圧を与えている。これにより、ベアリング5aにも予圧が与えられる。圧縮バネ6としては、例えば、ウェーブワッシャなどが用いられる。
図2は、ロータ2の構造を概略的に示す断面図である。
ロータ2は、ロータコア7と、永久磁石8と、端板9a(図1)と、端板9b(図1)と、シャフト10と、熱伝導シート13とを有する。ロータ2は、ステータ3の内側に配置されている。
ロータ2は、ロータコア7と、永久磁石8と、端板9a(図1)と、端板9b(図1)と、シャフト10と、熱伝導シート13とを有する。ロータ2は、ステータ3の内側に配置されている。
ロータコア7は、第1部分71と、第2部分72を含む薄肉部73と、シャフト穴11と、磁石挿入穴12とを有する。第2部分72は、第1部分71よりも硬い。薄肉部73は、破線で囲まれたロータコア7の一部の領域である。
ロータコア7は、例えば、予め定められた形状に打ち抜かれた複数の電磁鋼板を軸方向に積層することにより形成される。したがって、ロータコア7の少なくとも1つの電磁鋼板は、第1部分71と、第2部分72を含む薄肉部73と、シャフト穴11と、磁石挿入穴12とを有する。図2に示されるように、ロータコア7の断面形状(すなわち、軸方向に直交する平面形状)は、円形である。ただし、ロータコア7の断面形状は、真円でなくてもよい。
シャフト穴11は、軸方向にロータコア7を貫通する貫通穴である。シャフト穴11には、シャフト10が挿入されている。ロータ2の径方向(「ステータ3の径方向」又は、単に「径方向」ともいう)におけるシャフト穴11の中心は、径方向におけるロータコア7の中心と一致する。
本実施の形態では、複数の磁石挿入穴12がロータコア7に、軸線A1を中心とするロータ2の周方向(「ステータ3の周方向」又は、単に「周方向」ともいう)に等間隔で形成されている。磁石挿入穴12は、軸方向にロータコア7を貫通する貫通穴である。xy平面上において、磁石挿入穴12は、径方向と直交する方向に延在している。各磁石挿入穴12は、シャフト穴11よりもロータコア7の外周面の近くに形成されている。
本実施の形態では、各磁石挿入穴12には、1つの永久磁石8が挿入されている。各磁石挿入穴12内における永久磁石8の配置方法は、本実施の形態に限定されない。各磁石挿入穴12に2つ以上の永久磁石8が挿入されていてもよい。
永久磁石8は、例えば、希土類磁石である。ただし、永久磁石8として希土類磁石以外の磁石を用いてもよい。永久磁石8は、平板状に形成されている。
熱伝導シート13は、永久磁石8と磁石挿入穴12の内壁12aとの間に配置されている。言い換えると、熱伝導シート13は、磁石挿入穴12において、径方向における永久磁石8の外側に位置している。この場合、熱伝導シート13は、径方向における永久磁石8の外側表面8a及び磁石挿入穴12の内壁12aで挟まれている。
熱伝導シート13は、永久磁石8の熱をロータコア7に伝導する。ロータコア7に伝導された熱は、ロータ2の外部に放出される。熱伝導シート13は、変形可能な材料で形成されている。熱伝導シート13の変形は、例えば、弾性変形又は塑性変形、又はその両方である。具体的には、熱伝導シート13は、径方向に圧縮されている。熱伝導シート13は変形した状態で、磁石挿入穴12の内壁12a及び永久磁石8と密着している。
熱伝導シート13は、例えば、シリコーンを含む材料で形成されている。熱伝導シート13は、シリコーンを含む材料以外の材料、例えば、アクリル樹脂を含む材料で形成されていてもよい。
熱伝導シート13の位置は、図2に示される例に限られない。
図3は、ロータ2の他の例を示す断面図である。図3に示されるように、熱伝導シート13は、磁石挿入穴12において、径方向における永久磁石8の内側に位置してもよい。すなわち、熱伝導シート3は、径方向における永久磁石8の内側の表面である内側表面8bと磁石挿入穴12の内壁12bとの間に配置されていてもよい。この場合、熱伝導シート13は、永久磁石8の内側表面8b及び磁石挿入穴12の内壁12bで挟まれている。
図3は、ロータ2の他の例を示す断面図である。図3に示されるように、熱伝導シート13は、磁石挿入穴12において、径方向における永久磁石8の内側に位置してもよい。すなわち、熱伝導シート3は、径方向における永久磁石8の内側の表面である内側表面8bと磁石挿入穴12の内壁12bとの間に配置されていてもよい。この場合、熱伝導シート13は、永久磁石8の内側表面8b及び磁石挿入穴12の内壁12bで挟まれている。
薄肉部73の形状は、図2に示される例に限られない。
図4は、薄肉部73の形状の他の例を示す図である。図4に示される例では、薄肉部73は、ロータコア7の外縁に沿って周方向に延在している。これにより、後述するロータ2の製造工程(ステップS3)において、ロータコア7を、小さい荷重で容易に変形させることができる。
図4は、薄肉部73の形状の他の例を示す図である。図4に示される例では、薄肉部73は、ロータコア7の外縁に沿って周方向に延在している。これにより、後述するロータ2の製造工程(ステップS3)において、ロータコア7を、小さい荷重で容易に変形させることができる。
図1に示されるように、端板9a及び9bは、磁石挿入穴12の第1側及び第2側の開口部をそれぞれ塞ぐ。これにより、永久磁石8が磁石挿入穴12から外れることを防ぐ。
シャフト10の断面形状(すなわち、軸方向に直交する平面形状)は、例えば円形である。シャフト10は、ベアリング5a及びベアリング5bにより回転自在に支持されている。
ステータ3は、円環状に形成されたステータコア17と、ステータコア17を絶縁するインシュレータ16と、インシュレータ16を介してステータコア17に巻かれた巻線18とを有する。ステータ3は、周方向に円環状に形成されている。ステータ3(具体的には、ステータコア17)は、フレーム4(具体的には、フレーム部4b)によって保持されている。ステータ3の内側に、ロータ2が回転自在に備えられている。
ステータ3は、圧入又は溶接などの手段でフレーム4(具体的には、フレーム部4b)内に固定されており、ステータコア17の外周面は、フレーム部4bの内側に接触している。
ステータコア17は、予め定められた形状に打ち抜かれた複数の電磁鋼板を軸方向に積層することにより形成される。ステータコア17は、例えば、少なくとも1つのヨーク部(コアバックともいう)と、径方向における内側に向けて突出する複数のティース部とを有する。この場合、複数のティース部は、軸線A1を中心として放射状に配列されており、これらのティース部は、周方向に等間隔で配列されている。ティース部の径方向内側の先端は、ロータ2に対向している。ティース部の先端とロータ2との間には、エアギャップが形成されている。
ロータコア7は、複数の磁石挿入穴12を有する。図2に示される例では、6つの磁石挿入穴12がロータコア7に形成されている。各磁石挿入穴12に1つの永久磁石8が配置されている。永久磁石8の着磁方向は径方向である。すなわち、永久磁石8は、径方向に磁化されている。ロータ2において、各永久磁石8は、ステータ3に対する1つの磁極として機能する。磁石挿入穴12のうちの永久磁石8がない領域は、磁束の向きを規制するためのフラックスバリア12cである。
ロータ2において、1つの永久磁石8がステータ3に対する1つの磁極として機能し、周方向において隣接する他の永久磁石8が、ステータ3に対する他方の磁極として機能する。すなわち、ロータ2において、1つの永久磁石8がステータ3に対するN極として機能し、周方向において隣接する他の永久磁石8が、ステータ3に対するS極として機能する。したがって、ロータ2の周方向において、N極及びS極が交互に配列されている。
図5は、図2に示される6つの磁石挿入穴12のうちの1つの磁石挿入穴12の周辺の構造を示す図である。本実施の形態では、図2に示される6つの磁石挿入穴12の周辺の構造は、図5に示される磁石挿入穴12の周辺の構造と同じである。
第1部分71は、ロータコア7の主な部分を占めている。第2部分72は、第1部分71以外のロータコア7の一部である。図5に示される例では、第2部分72は、磁石挿入穴12に隣接している。第2部分72は、第1部分71と同じ材料で形成されている。例えば、第2部分72(すなわち、第1部分71よりも硬い部分)は、ロータ2の製造工程において、薄肉部73を変形させることによって形成される。
薄肉部73は、磁石挿入穴12の周方向における端部の領域とロータコア7の外縁との間に位置する。具体的には、薄肉部73は、フラックスバリア12cとロータコア7の外縁との間に位置する。薄肉部73は、第1部分71よりも硬度の高い部分である第2部分72を含む。薄肉部73は、第1部分71を含んでいてもよい。
薄肉部73の幅w1は、径方向における薄肉部73の最小幅である。薄肉部73の幅w1は、ロータコア7を形成する1つの電磁鋼板の軸方向における厚さ以上である。
本実施の形態では、熱伝導シート13は、磁石挿入穴12において、径方向における永久磁石8の外側に位置する。すなわち、径方向における永久磁石8の外側の表面である外側表面8aと磁石挿入穴12の内壁12aとの間に配置されている。言い換えると、熱伝導シート13は、永久磁石8の外側表面8a及び磁石挿入穴12の内壁12aで挟まれている。
第2部分72の位置は、図5に示される例に限られない。
図6から図10は、磁石挿入穴12の周辺の構造の他の例を示す図である。図6から図10に示されるように、第2部分72の位置は、磁石挿入穴12の形状などに応じて異なっていてもよい。例えば、図6から図9に示される第2部分72は、磁石挿入穴12に隣接しているが、図10に示されるように、第2部分72は、ロータコア7の外縁に隣接していてもよい。
図6から図10は、磁石挿入穴12の周辺の構造の他の例を示す図である。図6から図10に示されるように、第2部分72の位置は、磁石挿入穴12の形状などに応じて異なっていてもよい。例えば、図6から図9に示される第2部分72は、磁石挿入穴12に隣接しているが、図10に示されるように、第2部分72は、ロータコア7の外縁に隣接していてもよい。
次に、ロータ2の製造方法について説明する。
図11は、ロータ2の製造工程の一例を示すフローチャートである。ロータ2の製造方法は、以下に説明されるステップを含む。
図11は、ロータ2の製造工程の一例を示すフローチャートである。ロータ2の製造方法は、以下に説明されるステップを含む。
図12は、ステップS1において作製されるロータコア7の構造を概略的に示す平面図である。
ステップS1では、ロータコア7を作製する。具体的には、径方向における磁石挿入穴12の最小幅である幅w2が、完成品としてのロータ2の永久磁石8及び熱伝導シート13の径方向における厚さT1(図5)よりも大きくなるように、且つ、半径r2が、完成品としてのロータ2のロータコア7の半径r1(図2)よりも大きくなるように、プレス加工(具体的には、打ち抜き加工)で複数の電磁鋼板を加工する。このプレス加工で、シャフト穴11及び磁石挿入穴12が形成される。
ステップS1では、ロータコア7を作製する。具体的には、径方向における磁石挿入穴12の最小幅である幅w2が、完成品としてのロータ2の永久磁石8及び熱伝導シート13の径方向における厚さT1(図5)よりも大きくなるように、且つ、半径r2が、完成品としてのロータ2のロータコア7の半径r1(図2)よりも大きくなるように、プレス加工(具体的には、打ち抜き加工)で複数の電磁鋼板を加工する。このプレス加工で、シャフト穴11及び磁石挿入穴12が形成される。
図5に示される厚さT1は、完成品としてのロータ2の永久磁石8の径方向における厚さTmと熱伝導シート13の径方向における厚さTsとの和である。半径r1及び半径r2は、xy平面上において、磁石挿入穴12の中心及びシャフト10の中心(すなわち、軸線A1)を通る半径である。
プレス加工で加工された複数の電磁鋼板を軸方向に積層することにより、ロータコア7が得られる。
図13は、ステップS2における製造工程の一例を示す図である。
ステップS2では、ステップS1で得られたロータコア7の磁石挿入穴12に永久磁石8及び熱伝導シート13を挿入する。熱伝導シート13は、永久磁石8の外側表面8aと磁石挿入穴12の内壁12aとの間に挿入する。
ステップS2では、ステップS1で得られたロータコア7の磁石挿入穴12に永久磁石8及び熱伝導シート13を挿入する。熱伝導シート13は、永久磁石8の外側表面8aと磁石挿入穴12の内壁12aとの間に挿入する。
図14は、ステップS3における製造工程の一例を示す図である。
ステップS3では、ロータコア7の外側から径方向内側に向けて荷重をかけることにより、熱伝導シート13が変形するように、磁石挿入穴12の内壁12aを熱伝導シート13に当接させる。内壁12aは熱伝導シート13と密着し、熱伝導シート13は永久磁石8と密着する。これにより、径方向における熱伝導シート13の厚さが小さくなる。熱伝導シート13の変形は、例えば、弾性変形又は塑性変形、又はその両方である。
ステップS3では、ロータコア7の外側から径方向内側に向けて荷重をかけることにより、熱伝導シート13が変形するように、磁石挿入穴12の内壁12aを熱伝導シート13に当接させる。内壁12aは熱伝導シート13と密着し、熱伝導シート13は永久磁石8と密着する。これにより、径方向における熱伝導シート13の厚さが小さくなる。熱伝導シート13の変形は、例えば、弾性変形又は塑性変形、又はその両方である。
ステップS3の処理の結果、薄肉部73に変形が生じ、第1部分71よりも硬い第2部分72(すなわち、塑性変形により加工硬化した部分)が薄肉部73に生じる。
ステップS4では、ロータコア7に形成されたシャフト穴11にシャフト10を挿入する。さらに、端板9a及び9bをロータコア7に取り付ける。
以上に説明した工程によりロータ2が組み立てられる。
実施の形態1に係る電動機1(変形例を含む)及びロータ2の製造方法の効果を以下に説明する。
一般に、ロータに用いられる永久磁石の表面及び磁石挿入穴の内壁には、微細な凹凸がある。したがって、磁石挿入穴の内壁に面する永久磁石の表面積に比べて、磁石挿入穴の内壁に接触する永久磁石の面積は小さい。これにより、永久磁石に生じた熱がロータコアに放出されにくい。
本実施の形態では、熱伝導シート13が永久磁石8と磁石挿入穴12の内壁12aとの間に配置されており、熱伝導シート13は、変形した状態で、永久磁石8及び磁石挿入穴12の内壁12aと密着している。これにより、永久磁石8の接触面積を大きくすることができ、永久磁石8の熱が熱伝導シート13を介して効率的にロータコア7に放出される。その結果、永久磁石8の温度を効率的に低減させることができる。
一般に、インナーロータ型のIPMモータでは、径方向における永久磁石の内側の表面よりも、外側の表面に生じる渦電流が大きい。したがって、磁石挿入穴12において、熱伝導シート13が径方向における永久磁石8の外側に位置することにより、永久磁石8の熱をより効率的にロータコア7に放出することができる。
一般に、ロータの回転中に、ロータコア及び永久磁石に遠心力が生じる。この場合、磁石挿入穴の内壁が永久磁石を支えることにより、薄肉部に応力が生じやすい。したがって、薄肉部の強度が低い場合、ロータコアが変形しやすい。磁石挿入穴が変形した場合、永久磁石の接触面積が小さくなり、永久磁石の熱がロータコアに放出されにくくなる。
これに対し、本実施の形態では、薄肉部73は、第1部分71よりも硬い第2部分72を含む。これにより、ロータ2の回転中に生じる遠心力に対する薄肉部73の強度を高めることができる。したがって、ロータ2の回転中に薄肉部73に応力が生じた場合でも、ロータコア7の変形を防止することができる。その結果、永久磁石8の熱をロータコア7に効率的に放出することができる。
本実施の形態では、薄肉部73の幅w1は、ロータコア7を形成する1つの電磁鋼板の厚さ以上である。これにより、電磁鋼板の加工(具体的には、ステップS1における処理)を容易にするとともに、薄肉部73の強度を高めることができる。
電動機1は、上述のロータ2を有するので、ロータ2の効果と同じ効果を有する。これにより、電動機1のモータ効率を改善することができる。
ロータ2の製造方法(具体的には、ステップS1における処理)によれば、磁石挿入穴12の幅w2が、完成品としてのロータ2の永久磁石8及び熱伝導シート13の厚さT1よりも大きくなるように、電磁鋼板を加工することにより、永久磁石8及び熱伝導シート13を磁石挿入穴12内に挿入しやすくすることができる。その結果、ロータ2の生産性を向上させることができる。
さらに、ステップS3における処理では、ロータコア7の外側から径方向内側に向けて荷重をかけることにより、熱伝導シート13が変形するように、磁石挿入穴12の内壁12aを熱伝導シート13に当接させる。これにより、内壁12aは熱伝導シート13と密着し、熱伝導シート13は永久磁石8と密着する。その結果、熱伝導シート13に接触する内壁12aの面積、及び熱伝導シート13に接触する永久磁石8の面積を大きくすることができるので、永久磁石8の熱を、熱伝導シート13を介してロータコア7に効率的に放出することができる。
実施の形態2.
本発明の実施の形態2に係る空気調和機50について説明する。
図15は、本発明の実施の形態2に係る空気調和機50の構成を概略的に示す図である。
本発明の実施の形態2に係る空気調和機50について説明する。
図15は、本発明の実施の形態2に係る空気調和機50の構成を概略的に示す図である。
実施の形態2に係る空気調和機50(例えば、冷凍空調装置)は、送風機(第1の送風機)としての室内機51と、冷媒配管52と、冷媒配管52によって室内機51に接続された送風機(第2の送風機)としての室外機53とを備える。
室内機51は、電動機51a(例えば、実施の形態1に係る電動機1)と、電動機51aによって駆動されることにより、送風する送風部51bと、電動機51a及び送風部51bを覆うハウジング51cとを有する。送風部51bは、例えば、電動機51aによって駆動される羽根51dを有する。例えば、羽根51dは、電動機51aのシャフト(例えば、シャフト10)に固定されており、気流を生成する。
室外機53は、電動機53a(例えば、実施の形態1に係る電動機1)と、送風部53bと、圧縮機54と、熱交換器(図示しない)とを有する。送風部53bは、電動機53aによって駆動されることにより、送風する。送風部53bは、例えば、電動機53aによって駆動される羽根53dを有する。例えば、羽根53dは、電動機53aのシャフト(例えば、シャフト10)に固定されており、気流を生成する。圧縮機54は、電動機54a(例えば、実施の形態1に係る電動機1)と、電動機54aによって駆動される圧縮機構54b(例えば、冷媒回路)と、電動機54a及び圧縮機構54bを覆うハウジング54cとを有する。
空気調和機50において、室内機51及び室外機53の少なくとも1つは、実施の形態1で説明した電動機1(変形例を含む)を有する。具体的には、送風部の駆動源として、電動機51a及び53aの少なくとも一方に、実施の形態1で説明した電動機1が適用される。さらに、圧縮機54の電動機54aとして、実施の形態1で説明した電動機1(変形例を含む)を用いてもよい。
空気調和機50は、例えば、室内機51から冷たい空気を送風する冷房運転、又は温かい空気を送風する暖房運転等の運転を行うことができる。室内機51において、電動機51aは、送風部51bを駆動するための駆動源である。送風部51bは、調整された空気を送風することができる。
実施の形態2に係る空気調和機50によれば、電動機51a及び53aの少なくとも一方に、実施の形態1で説明した電動機1(変形例を含む)が適用されるので、実施の形態1で説明した効果と同じ効果を得ることができる。これにより、空気調和機50の効率を改善することができる。
さらに、送風機(例えば、室内機51)の駆動源として、実施の形態1に係る電動機1(変形例を含む)を用いることにより、実施の形態1で説明した効果と同じ効果を得ることができる。これにより、送風機の効率を改善することができる。実施の形態1に係る電動機1と電動機1によって駆動される羽根(例えば、羽根51d又は53d)とを有する送風機は、送風する装置として単独で用いることができる。この送風機は、空気調和機50以外の機器にも適用可能である。
さらに、圧縮機54の駆動源として、実施の形態1に係る電動機1(変形例を含む)を用いることにより、実施の形態1で説明した効果と同じ効果を得ることができる。これにより、圧縮機54の効率を改善することができる。
実施の形態1で説明した電動機1は、空気調和機50以外に、換気扇、家電機器、又は工作機など、駆動源を有する機器に搭載できる。
以上に説明した各実施の形態における特徴及び変形例における特徴は、互いに適宜組み合わせることができる。
1,51a,54a 電動機、 2 ロータ、 3 ステータ、 4 フレーム、 5a,5b ベアリング、 6 圧縮バネ、 7 ロータコア、 8 永久磁石、 12 磁石挿入穴、 16 インシュレータ、 17 ステータコア、 18 巻線、 50 空気調和機、 51 室内機、 53 室外機、 54 圧縮機、 54b 圧縮機構、 71 第1部分、 72 第2部分、 73 薄肉部。
Claims (12)
- 径方向に磁化された希土類磁石と、
第1部分、前記第1部分よりも硬い第2部分を含む薄肉部、及び前記希土類磁石が挿入された磁石挿入穴を有するロータコアと、
前記希土類磁石と前記磁石挿入穴の内壁との間に配置されており、前記希土類磁石の熱を前記ロータコアに伝導する、変形可能な材料で形成された熱伝導シートと
を備え、
前記薄肉部は、前記磁石挿入穴の周方向における端部の領域と前記ロータコアの外縁との間に位置する
ロータ。 - 前記熱伝導シートは、前記径方向における前記希土類磁石の外側に位置する請求項1に記載のロータ。
- 前記熱伝導シートは、変形した状態で前記磁石挿入穴の前記内壁及び前記希土類磁石と密着している請求項1又は2に記載のロータ。
- 前記第2部分は前記磁石挿入穴に隣接している請求項1から3のいずれか1項に記載のロータ。
- 前記第2部分は前記ロータコアの前記外縁に隣接している請求項1から4のいずれか1項に記載のロータ。
- 前記薄肉部は、前記周方向に延在している請求項1から5のいずれか1項に記載のロータ。
- 前記ロータコアは、軸方向に積層された複数の電磁鋼板で形成されている請求項1から6のいずれか1項に記載のロータ。
- 径方向における前記薄肉部の最小幅は、前記電磁鋼板の軸方向における厚さ以上である請求項7に記載のロータ。
- ステータと、
前記ステータの内側に配置されたロータと
を備え、
前記ロータは、
径方向に磁化された希土類磁石と、
第1部分、前記第1部分よりも硬い第2部分を含む薄肉部、及び前記希土類磁石が挿入された磁石挿入穴を有するロータコアと、
前記希土類磁石と前記磁石挿入穴の内壁との間に配置されており、前記希土類磁石の熱を前記ロータコアに伝導する、変形可能な材料で形成された熱伝導シートと
を有し、
前記薄肉部は、前記磁石挿入穴の周方向における端部の領域と前記ロータコアの外縁との間に位置する
電動機。 - 電動機と、
前記電動機によって駆動される圧縮機構と
を備え、
前記電動機は、
ステータと、
前記ステータの内側に配置されたロータと
を有し、
前記ロータは、
径方向に磁化された希土類磁石と、
第1部分、前記第1部分よりも硬い第2部分を含む薄肉部、及び前記希土類磁石が挿入された磁石挿入穴を有するロータコアと、
前記希土類磁石と前記磁石挿入穴の内壁との間に配置されており、前記希土類磁石の熱を前記ロータコアに伝導する、変形可能な材料で形成された熱伝導シートと
を有し、
前記薄肉部は、前記磁石挿入穴の周方向における端部の領域と前記ロータコアの外縁との間に位置する
圧縮機。 - 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つは電動機を有し、
前記電動機は、
ステータと、
前記ステータの内側に配置されたロータと
を有し、
前記ロータは、
径方向に磁化された希土類磁石と、
第1部分、前記第1部分よりも硬い第2部分を含む薄肉部、及び前記希土類磁石が挿入された磁石挿入穴を有するロータコアと、
前記希土類磁石と前記磁石挿入穴の内壁との間に配置されており、前記希土類磁石の熱を前記ロータコアに伝導する、変形可能な材料で形成された熱伝導シートと
を有し、
前記薄肉部は、前記磁石挿入穴の周方向における端部の領域と前記ロータコアの外縁との間に位置する
空気調和機。 - 径方向に磁化された希土類磁石と、第1部分、前記第1部分よりも硬い第2部分を含む薄肉部、及び前記希土類磁石が挿入された磁石挿入穴を有するロータコアと、変形可能な材料で形成された熱伝導シートとを有するロータの製造方法であって、
前記希土類磁石と前記磁石挿入穴の内壁との間に、前記熱伝導シートを挿入するステップと、
前記ロータコアの外側から径方向内側に向けて荷重をかけることにより、前記熱伝導シートが変形するように、前記磁石挿入穴の内壁を前記熱伝導シートに当接させるステップと
を備える
ロータの製造方法。
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02179253A (ja) * | 1979-09-21 | 1990-07-12 | General Electric Co <Ge> | 回転電気機械及びその製造方法 |
JPH1118324A (ja) * | 1997-06-19 | 1999-01-22 | Toyota Motor Corp | 回転機及びその製造方法 |
JP2007104888A (ja) * | 2005-09-07 | 2007-04-19 | Toshiba Corp | 回転電機 |
JP2010148161A (ja) * | 2008-12-16 | 2010-07-01 | Mitsubishi Electric Corp | 電動機及びそれを搭載した冷媒圧縮機 |
JP2013115963A (ja) * | 2011-11-30 | 2013-06-10 | Jtekt Corp | 回転機用ロータおよびその製造方法 |
JP2016220412A (ja) * | 2015-05-21 | 2016-12-22 | ダイキン工業株式会社 | 界磁用コアおよび界磁の製造方法 |
JP2017028862A (ja) * | 2015-07-22 | 2017-02-02 | 三菱電機株式会社 | 回転子、回転電機、電動圧縮機および冷凍空調装置 |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3440782B2 (ja) | 1997-10-29 | 2003-08-25 | 三菱電機株式会社 | リラクタンスモータ及び圧縮機駆動用リラクタンスモータ |
JP2002010546A (ja) | 2000-06-16 | 2002-01-11 | Yaskawa Electric Corp | 希土類永久磁石の固定方法 |
JP2005012859A (ja) * | 2003-06-16 | 2005-01-13 | Nissan Motor Co Ltd | 電動機回転子及びその製造方法 |
JP2005204352A (ja) | 2004-01-13 | 2005-07-28 | Nissan Motor Co Ltd | 接着剤及びモータに対する永久磁石の固定方法並びに永久磁石式モータ |
JP2006002144A (ja) | 2004-05-18 | 2006-01-05 | Nissan Motor Co Ltd | 接着剤及びモータに対する永久磁石の固定方法並びに永久磁石式モータ |
US7705503B2 (en) | 2005-09-07 | 2010-04-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Rotating electrical machine |
JP2007151362A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-06-14 | Toyota Motor Corp | 永久磁石固定方法 |
JP2007215335A (ja) | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 電動機用固定子及びこの固定子を備える電動機 |
RU2554119C1 (ru) | 2011-06-09 | 2015-06-27 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Ротор для вращающейся электрической машины, вращающаяся электрическая машина и способ изготовления ротора для вращающейся электрической машины |
JP2013132115A (ja) | 2011-12-21 | 2013-07-04 | Aisin Seiki Co Ltd | 回転電機 |
JP2013219931A (ja) * | 2012-04-09 | 2013-10-24 | Jtekt Corp | ロータ、これを備えた回転電機及びロータの製造方法 |
US9263926B2 (en) * | 2012-09-10 | 2016-02-16 | Remy Technologies, L.L.C. | Permanent magnet electric machine having magnets provided with a thermal enhancement bonding coating |
WO2014156090A1 (ja) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | パナソニック株式会社 | 永久磁石埋込型電動機およびその製造方法 |
JP5855792B2 (ja) | 2013-04-16 | 2016-02-09 | 日本発條株式会社 | モータのロータ・コアに用いる磁性板及びその製造方法 |
JP6115448B2 (ja) | 2013-11-06 | 2017-04-19 | トヨタ自動車株式会社 | 回転電機用ロータの製造方法及び回転電機用ロータ |
JP2015109772A (ja) | 2013-12-05 | 2015-06-11 | 日産自動車株式会社 | ロータ及びロータの製造方法 |
WO2015087445A1 (ja) * | 2013-12-13 | 2015-06-18 | 三菱電機株式会社 | 永久磁石埋込型回転電機 |
JP2015133832A (ja) * | 2014-01-14 | 2015-07-23 | 株式会社ジェイテクト | 二種物品の組立体とその製造方法 |
JP2016005356A (ja) | 2014-06-17 | 2016-01-12 | 三菱電機株式会社 | 永久磁石埋込型回転電機のロータ及び回転電機 |
WO2016147358A1 (ja) * | 2015-03-18 | 2016-09-22 | 三菱電機株式会社 | 永久磁石埋込型電動機、送風機および冷凍空調機 |
WO2017038489A1 (ja) * | 2015-09-01 | 2017-03-09 | 三菱電機株式会社 | 回転子、回転電機、電動圧縮機および冷凍空調装置 |
-
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02179253A (ja) * | 1979-09-21 | 1990-07-12 | General Electric Co <Ge> | 回転電気機械及びその製造方法 |
JPH1118324A (ja) * | 1997-06-19 | 1999-01-22 | Toyota Motor Corp | 回転機及びその製造方法 |
JP2007104888A (ja) * | 2005-09-07 | 2007-04-19 | Toshiba Corp | 回転電機 |
JP2010148161A (ja) * | 2008-12-16 | 2010-07-01 | Mitsubishi Electric Corp | 電動機及びそれを搭載した冷媒圧縮機 |
JP2013115963A (ja) * | 2011-11-30 | 2013-06-10 | Jtekt Corp | 回転機用ロータおよびその製造方法 |
JP2016220412A (ja) * | 2015-05-21 | 2016-12-22 | ダイキン工業株式会社 | 界磁用コアおよび界磁の製造方法 |
JP2017028862A (ja) * | 2015-07-22 | 2017-02-02 | 三菱電機株式会社 | 回転子、回転電機、電動圧縮機および冷凍空調装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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