WO2021235017A1 - 回転子、電動機、送風機、及び空気調和機 - Google Patents

回転子、電動機、送風機、及び空気調和機 Download PDF

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WO2021235017A1
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WO
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magnet
yoke
rotor
resin
position detection
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PCT/JP2021/004210
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優人 浦辺
峰雄 山本
博幸 石井
隼一郎 尾屋
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三菱電機株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21—Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • H02K11/215—Magnetic effect devices, e.g. Hall-effect or magneto-resistive elements

Definitions

  • the present disclosure relates to a rotor used in a brushless motor or the like, an electric motor having the rotor, a blower having the electric motor, and an air conditioner having the blower.
  • Patent Document 1 discloses a brushless motor including a rotor magnet, a magnet yoke that supports the rotor magnet, and a rotor having a sensor magnet, and the position of the rotor can be detected by the sensor magnet.
  • the sensor magnet is formed as a separate part from the rotor magnet and the magnet yoke, and the number of materials and man-hours for manufacturing the stator increase. It was difficult to reduce the cost.
  • the present disclosure is intended to solve the above-mentioned problems, and to provide a rotor, a motor, a blower, and an air conditioner capable of directly reducing manufacturing costs such as material costs or processing costs.
  • the rotor of the present disclosure includes a rotor magnet having a yoke formed in a cylindrical shape and a resin magnet integrally formed with the yoke on the outer periphery of the yoke, wherein the yoke is one of the axial directions of the yoke.
  • a position detection magnet portion formed as a part of the yoke is provided at the end portion of the yoke.
  • the motor of the present disclosure includes the above-mentioned rotor.
  • blower of the present disclosure includes the above-mentioned electric motor.
  • the air conditioner of the present disclosure is provided with the above-mentioned blower.
  • the position detection magnet is formed as a part of the yoke, the number of materials and the work man-hours at the time of manufacturing the stator can be reduced as compared with the case where the position detection magnet is formed as a separate part from the yoke. Therefore, according to the present disclosure, it is possible to reduce the manufacturing cost such as the direct material cost or the processing cost at the time of manufacturing the rotor.
  • FIG. 5 is a side view including a partial cross section of the motor according to the first embodiment as viewed from the circumferential surface of the stator. It is an enlarged view of the area A of FIG. It is a perspective view which saw the stator of the electric motor which concerns on Embodiment 1 from the rotor accommodating opening side. It is a perspective view which saw the stator of the electric motor which concerns on Embodiment 1 from the shaft hole side.
  • FIG. It is a perspective view which shows an example of the structure of the rotor which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a side view which looked at the rotor which concerns on Embodiment 1 from the outer peripheral surface side. It is a perspective view which looked at the rotor magnet which concerns on Embodiment 1 from the position detection magnet part side. It is a perspective view which looked at the rotor magnet which concerns on Embodiment 1 from the opposite side of the position detection magnet part. It is a side view which looked at the rotor magnet which concerns on Embodiment 1 from the outer peripheral surface side. It is a perspective view which looked at the yoke which concerns on Embodiment 1 from the position detection magnet part side.
  • FIG. 5 is a side view including a partial cross section of the motor according to the third embodiment as viewed from the circumferential surface of the stator. It is an enlarged view of the area B of FIG. 24.
  • FIG. 5 is a side view including a partial cross section of the motor according to the fourth embodiment as viewed from the circumferential surface of the stator.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an example of the air conditioner 1000 according to the first embodiment.
  • the dimensional relationship and shape of each constituent member may differ from the actual ones.
  • the same members or parts or members or parts having the same functions are designated by the same reference numerals or omitted.
  • the air conditioner 1000 is, for example, a separate type air conditioner having an indoor unit 200, an outdoor unit 300, and a refrigerant pipe 150 connecting between the indoor unit 200 and the outdoor unit 300. It can be 1000.
  • the indoor unit 200 is installed, for example, on a wall surface in an air-conditioned space.
  • the outdoor unit 300 is installed on the floor surface outside the air-conditioned space, for example.
  • the single indoor unit 200 or the outdoor unit 300 is also included in the air conditioner 1000.
  • the air conditioner 1000 is formed with a refrigerant circuit including a refrigerant pipe 150 and a compressor 400 such as a scroll compressor. By driving the compressor 400, a refrigerant is generated between the outdoor unit 300 and the indoor unit 200. It is circulated. For example, when a low-temperature two-phase refrigerant is supplied to the indoor unit 200, cold air is supplied from the indoor unit 200 into the air-conditioned space by driving the indoor unit 200. The operating mode of the air conditioner 1000 in which cold air is supplied to the air-conditioned space is called “cooling operation”. Further, when the indoor unit 200 is supplied with a high-temperature and high-pressure gas phase refrigerant, warm air is supplied from the indoor unit 200 into the air-conditioned space by driving the indoor unit 200. The operation mode of the air conditioner 1000 in which warm air is supplied to the air-conditioned space is called "heating operation".
  • the indoor unit 200 accommodates an indoor blower 500a. Further, although not shown, the indoor unit 200 includes an indoor heat exchanger forming a part of the refrigerant circuit.
  • the indoor blower 500a for example, a multi-blade fan such as a cross flow fan is used.
  • the indoor heat exchanger for example, an air-cooled heat exchanger such as a fin-and-tube heat exchanger is used. The air in the air-conditioned space is attracted to the inside of the indoor unit 200 by the rotational drive of the indoor blower 500a and passes through the indoor heat exchanger. The air in the air-conditioned space that passes through the indoor heat exchanger exchanges heat with the refrigerant that flows inside the indoor heat exchanger.
  • the refrigerant flowing inside the indoor heat exchanger during the cooling operation is a low-temperature two-phase refrigerant
  • the refrigerant flowing inside the indoor heat exchanger during the heating operation is a high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant.
  • the heat-exchanged air that is, cold air or warm air, is blown out to the air-conditioned space by the rotary drive of the indoor blower 500a.
  • the wind direction of the air blown out into the air-conditioned space is adjusted by the rotational movement of the vane 250 provided in the indoor unit 200.
  • the outdoor unit 300 houses an outdoor blower 500b. Further, although not shown, the outdoor unit 300 includes an outdoor heat exchanger that forms a part of the refrigerant circuit.
  • the outdoor blower 500b for example, an axial fan such as a propeller fan is used.
  • the outdoor heat exchanger for example, an air-cooled heat exchanger such as a fin-and-tube heat exchanger is used. The outside air is attracted to the inside of the outdoor unit 300 by the rotational drive of the outdoor blower 500b, and passes through the outdoor heat exchanger. The outside air passing through the outdoor heat exchanger is heat exchanged with the refrigerant flowing inside the outdoor heat exchanger.
  • the refrigerant flowing inside the outdoor heat exchanger during the cooling operation is a high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant
  • the refrigerant flowing inside the outdoor heat exchanger during the heating operation is a low-temperature two-phase refrigerant.
  • the heat-exchanged outside air is blown out to the outside of the outdoor unit 300 by the rotational drive of the outdoor blower 500b.
  • the indoor blower 500a and the outdoor blower 500b are collectively referred to as a blower 500 unless it is necessary to distinguish them.
  • the blower 500 includes an electric motor 100 for rotationally driving the blower 500.
  • the electric motor 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 7.
  • FIG. 2 is a perspective view of the motor 100 according to the first embodiment as viewed from the extending direction of the shaft 1.
  • FIG. 3 is a perspective view of the motor 100 according to the first embodiment as viewed from the bracket 4 side.
  • FIG. 4 is a side view including a partial cross section of the motor 100 according to the first embodiment as viewed from the circumferential surface of the stator 2. Note that FIG. 4 schematically shows a part of the internal structure of the motor 100.
  • FIG. 5 is an enlarged view of the region A of FIG.
  • FIG. 6 is a perspective view of the stator 2 of the motor 100 according to the first embodiment as viewed from the rotor accommodating port 20a side.
  • FIG. 7 is a perspective view of the stator 2 of the motor 100 according to the first embodiment as viewed from the shaft hole 22a1 side.
  • the electric motor 100 is formed as, for example, a molded DC brushless motor which is a kind of synchronous motor.
  • the electric motor 100 has a shaft 1 which is a drive shaft of the electric motor 100, and a stator 2 having a chamber 20 through which the shaft 1 is passed. Further, the motor 100 has a connection cable 3 drawn into the stator 2 and a bracket 4 attached to the stator 2 and rotatably supporting the shaft 1. Further, the motor 100 has a rotor magnet 5 arranged between the shaft 1 and the stator 2, and a wheel 7 fixed between the rotor magnet 5 and the shaft 1. In the first embodiment, the rotor magnet 5, the shaft 1, and the wheel 7 form the rotor 6.
  • the shaft 1 is a drive shaft that transmits the rotational motion of the rotor magnet 5.
  • the shaft 1 is made of, for example, stainless steel.
  • the rotated main body of the blower 500 for example, the propeller of the propeller fan, is attached to the tip 10 of the shaft 1.
  • the configuration of the blower 500 other than the motor 100 is not shown.
  • a stopper 14 is formed on a part of the peripheral surface 12 of the shaft 1.
  • the stopper 14 is knurled. Knurling refers to the processing of uneven shapes applied to the metal surface.
  • the stopper 14 is, for example, knurled in a twill shape.
  • the knurled stopper 14 has a larger coefficient of friction than the peripheral surface 12 of the shaft 1 not knurled.
  • the boss 70 of the wheel 7 is connected to the portion of the peripheral surface 12 of the shaft 1 including the stopper 14.
  • the uneven stopper 14 penetrates into the inner wall surface 70a of the boss 70.
  • the uneven shape of the stopper 14 invades the inner wall surface 70a of the boss 70, which limits the movement of the wheel 7 on the peripheral surface 12 of the shaft 1. Therefore, by providing the stopper 14 on the peripheral surface 12 of the shaft 1, it is possible to prevent the wheel 7 from moving in the axial direction of the shaft 1 from the connecting position of the wheel 7. Further, by providing the stopper 14 on the peripheral surface 12 of the shaft 1, it is possible to prevent the wheel 7 from spontaneously rotating and moving in the circumferential direction of the shaft 1 from the connecting position of the wheel 7.
  • first bearing 90 and the second bearing 92 are arranged as bearings 9 at both ends of the connecting position of the wheel 7 in the axial direction of the shaft 1.
  • the first bearing 90 is arranged on the tip 10 side of the shaft 1.
  • the second bearing 92 is arranged at the end 16 of the shaft 1.
  • the first bearing 90 and the second bearing 92 have a hollow cylindrical appearance, and are formed as rolling bearings such as ball bearings or cylindrical roller bearings, for example.
  • the first bearing 90 is arranged on the outer peripheral side of the first rotary raceway ring 90a1 forming the inner ring of the first bearing 90 and the outer peripheral side of the first rotary raceway ring 90a1 and forms the outer ring of the first bearing 90. It has 90a2.
  • the first rotary raceway ring 90a1 and the first fixed raceway ring 90a2 form a first raceway ring 90a having a hollow cylindrical appearance.
  • the first bearing 90 has a plurality of first rolling elements 90b arranged between the first rotary raceway ring 90a1 and the first fixed raceway ring 90a2.
  • the first rolling element 90b for example, a ball or a cylindrical roller is used.
  • the circumferential surface of the first rotary raceway ring 90a1 corresponding to the inner peripheral surface of the first raceway ring 90a is fixed to the shaft 1. Further, one hollow disk surface of the first rotary raceway ring 90a1 is arranged so as to be in contact with the first terminal 70b1 of the boss 70. The first end 70b1 of the boss 70 is located on the tip 10 side of the shaft 1, and for example, a hollow disk-shaped mounting surface is formed. By forming a hollow disk-shaped mounting surface on the first terminal 70b1 of the boss 70, one hollow disk surface of the first rotary raceway ring 90a1 can be stably mounted on the boss 70 of the wheel 7. Therefore, the stability of rotation of the shaft 1 can be improved.
  • the circumferential surface of the first fixed raceway ring 90a2 corresponding to the outer peripheral surface of the first raceway ring 90a is fixed to, for example, the bearing support wall 22a of the outer shell 22 of the stator 2.
  • the bearing support wall 22a has, for example, an L-shaped cross section for fixing the circumferential surface of the first fixed raceway ring 90a2 and the hollow disk surface of the first fixed raceway ring 90a2 located on the tip 10 side of the shaft 1. It has a wall surface.
  • the bearing support wall 22a is formed with a shaft hole 22a1 through which the shaft 1 penetrates and communicates with the chamber 20.
  • the second bearing 92 is a second fixed raceway ring arranged on the outer peripheral side of the second rotary raceway ring 92a1 forming the inner ring of the second bearing 92 and the outer ring of the second rotary raceway ring 92a1 and forming the outer ring of the second bearing 92. It has 92a2 and.
  • the second rotary raceway ring 92a1 and the second fixed raceway ring 92a2 form a second raceway ring 92a having a hollow cylindrical appearance.
  • the second bearing 92 has a plurality of second rolling elements 92b arranged between the second rotary raceway ring 92a1 and the second fixed raceway ring 92a2.
  • the second rolling element 92b for example, a ball or a cylindrical roller is used.
  • the second bearing 92 is fixed to the end 16 of the shaft 1.
  • the second bearing 92 fixed to the end 16 of the shaft 1 is housed in a bracket 4 made of elastic sheet metal such as stainless steel.
  • the bracket 4 has a disk-shaped lid 40 having a cylindrical recess 40a formed therein, and a leaf spring 42 integrally molded on the peripheral edge of the lid 40 and having an inverted U-shaped cross section.
  • the lid 40 of the bracket 4 is formed on the stator 2 and closes the rotor accommodating port 20a communicating with the chamber 20 of the stator 2.
  • a washer spring 44 is housed in the recess 40a of the lid 40, and the second bearing 92 is provided so that the hollow disk surface of the second fixed raceway ring 92a2 located on the terminal 16 side of the shaft 1 comes into contact with the washer spring 44. Is housed.
  • the circumferential surface of the second rotary raceway ring 92a1 corresponding to the inner peripheral surface of the second raceway ring 92a is fixed to the end 16 of the shaft 1. Further, one hollow disk surface of the second rotary raceway ring 92a1 is arranged so as to be in contact with the second terminal 70b2 of the boss 70. The second end 70b2 of the boss 70 is located on the end 16 side of the shaft 1, and for example, a hollow disk-shaped mounting surface is formed. By forming a hollow disk-shaped mounting surface on the second end 70b2 of the boss 70, one hollow disk surface of the second rotary raceway ring 92a1 can be stably mounted on the boss 70 of the wheel 7. Therefore, the stability of rotation of the shaft 1 can be improved.
  • the leaf spring 42 is fitted into the stator 2 and the bracket 4 is fixed. It is attached to the child 2.
  • the elastic force of the washer spring 44 is applied to the second fixed raceway ring 92a2 in the direction of the tip 10 of the shaft 1, so that the elastic force of the washer spring 44 causes the first bearing 90. Is pushed into the bearing support wall 22a.
  • the second bearing 92 is pushed in the direction of the washer spring 44 by the drag force against the elastic force of the washer spring 44, the second bearing 92 is pushed into the recess 40a of the lid 40. Therefore, the movement of the first bearing 90 and the second bearing 92 in the rotational direction or the axial direction of the shaft 1 due to the rotational drive of the shaft 1 is suppressed, so that the rotational stability of the shaft 1 can be improved. ..
  • first bearing 90 and the second bearing 92 are collectively referred to as a bearing 9 when it is not necessary to distinguish them. Further, details of the wheel 7 other than those described above will be described later.
  • the stator 2 has a hollow cylindrical stator core 23, an insulator 25 arranged on a pair of hollow disk surfaces of the stator core 23, and a wire such as a copper magnet wire attached to the stator core 23 and the insulator 25. It has a coil 27 formed by winding.
  • the stator core 23, the insulator 25 (first insulator 25a, second insulator 25b), and the coil 27 form the main body portion of the stator 2.
  • the stator core 23 has an annular core back 23a forming the outer peripheral surface of the stator core 23, and a plurality of teeth 23b extending from the core back 23a in the direction of the stator core 23.
  • the number of teeth 23b is a multiple of three. For example, when the number of magnetic poles of the rotor magnet 5 is 8, the number of teeth 23b is 12.
  • the stator core 23 is formed with a slot surrounded by two adjacent teeth 23b and a core back 23a.
  • the number of slots formed in the stator core 23 is the same as the number of teeth 23b.
  • the first insulator 25a is provided with a plurality of, for example, three pins, and a circuit board 28 is attached to the first insulator 25a.
  • the circuit board 28 is formed, for example, in the shape of a hollow disk.
  • a magnetic detector 29 is mounted on the surface of the circuit board 28 on the side facing the stator core 23. The magnetic detector 29 is arranged at a position where the magnetic field from the rotor magnet 5 can be detected, and is arranged on the inner peripheral side of the circuit board 28 when the circuit board 28 has a hollow disk shape.
  • a Hall element made of indium antimonide or gallium arsenide is used.
  • a Hall IC which is an integrated circuit type magnetic sensor in which a Hall element and a signal conversion circuit are integrated on a single semiconductor substrate, may be used.
  • the circuit board 28 may be equipped with an inverter circuit and a control circuit in addition to the magnetic detector 29.
  • the thin plate of the stator core 23 contains a small amount of silicon of about 0.5 to 6.5% in iron, and an electromagnetic steel sheet such as a silicon steel sheet having a thickness of 0.1 to 0.7 mm is punched. Manufactured by.
  • the thin plate of the stator core 23 is punched in a strip-like shape by cutting one of the core backs 23a between the adjacent teeth 23b.
  • the thin plates of the plurality of stator cores 23 that have been punched are laminated to each other by caulking, welding, bonding, or the like.
  • the insulator 25 is arranged on the T-shaped surface of each tooth 23b of the stator core 23.
  • the insulator 25 is arranged on the laminated stator core 23, for example, by directly injecting a thermoplastic resin such as acrylonitrile butadiene styrene resin into the stator core 23 and molding the insulator 25.
  • a thermoplastic resin such as acrylonitrile butadiene styrene resin
  • ABS resin acrylonitrile butadiene styrene resin
  • the insulator 25 may be molded, for example, in a process different from the manufacturing of the stator core 23, and the insulator 25 may be attached to the stator core 23 after the insulator 25 is molded.
  • the wire of the coil 27 is wound in a concentrated winding around each of the teeth 23b of the stator core 23 in which the insulator 25 is arranged.
  • the winding of the wire of the coil 27 is performed in a state where the stator core 23 extends in a band shape, and the winding of the wire of the coil 27 forms the main body portion of the stator 2 in a band shape.
  • the 2 ends of the wire of the coil 27 are arranged in the first insulator 25a.
  • the core back 23a forms the outer circumference of the stator core 23, and the tip wall 23b1 of the teeth 23b is bent in a circular shape so as to form the inner circumference of the stator core 23.
  • Both ends of the core back 23a of the stator core 23 are fixed by welding.
  • the main body portion of the stator 2 is formed into a hollow cylindrical shape.
  • the circuit board 28 is attached to the main body of the stator 2 formed in the shape of a hollow cylinder. Further, the coating on one end of the lead wire 30 of the connection cable 3 is peeled off and placed on the first insulator 25a or the circuit board 28. The coating is peeled off, and one end of the lead wire 30 arranged on the first insulator 25a or the circuit board 28 is connected by fusing, spot welding, solder joining, or the like. Further, the end of the crossover wire connecting the wires of each coil 27 is arranged in the first insulator 25a, and is connected by fusing, spot welding, solder joining or the like. Further, the lead wire 30 arranged on the circuit board 28 is connected to the magnetic detector 29 as a sensor wire by solder joining or the like.
  • the main body of the stator 2 is housed in the core of the mold from the second insulator 25b side for molding.
  • the protrusion formed on the second insulator 25b is arranged on the core metal side of the core, and the main body portion of the stator 2 can be fixed to the core in a stable state. Therefore, by forming the protrusion on the second insulator 25b, the productivity in the molding of the stator 2 can be improved, and the quality of the molded stator 2 can be improved accordingly.
  • thermosetting resin such as a bulk molding compound containing an unsaturated polyester resin as a main component is filled, and the stator 2 is molded by injection molding. Further, molding may be performed by compression molding.
  • the bulk molding compound is abbreviated as BMC.
  • the stator 2 does not have to be molded.
  • the stator 2 may have a main body portion of the stator 2 housed in a casing made of a thermoplastic resin.
  • FIG. 8 is a perspective view showing an example of the structure of the rotor 6 according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a side view of the rotor 6 according to the first embodiment as viewed from the outer peripheral surface side.
  • FIG. 10 is a perspective view of the rotor magnet 5 according to the first embodiment as viewed from the position detection magnet portion 58 side.
  • FIG. 11 is a perspective view of the rotor magnet 5 according to the first embodiment as viewed from the opposite side of the position detection magnet portion 58.
  • FIG. 12 is a side view of the rotor magnet 5 according to the first embodiment as viewed from the outer peripheral surface side.
  • FIG. 13 is a perspective view of the yoke 52 according to the first embodiment as viewed from the position detection magnet portion 58 side.
  • FIG. 14 is a perspective view of the yoke 52 according to the first embodiment as viewed from the opposite side of the position detection magnet portion 58.
  • FIG. 15 is a front view of the yoke 52 according to the first embodiment as viewed from the position detection magnet portion 58 side.
  • FIG. 16 is a side view of the yoke 52 according to the first embodiment as viewed from the outer peripheral surface side.
  • FIG. 17 is a front view of the yoke 52 according to the first embodiment as viewed from the opposite side of the position detection magnet portion 58.
  • the rotor 6 has the shaft 1 described above, the rotor magnet 5 and the wheel 7 described later.
  • the rotor magnet 5 has a resin magnet 50 and a yoke 52 formed through the resin magnet 50.
  • the resin magnet 50 is formed in a cylindrical shape.
  • the yoke 52 is formed in a tubular shape on the inner peripheral side of the resin magnet 50.
  • the yoke 52 is also referred to as a back yoke.
  • the resin magnet 50 is a bond magnet provided on the outer periphery of the rotor magnet 5 and generates a magnetic field radially from the resin magnet 50 toward the stator 2.
  • the resin magnet 50 is arranged at the same position as the tip wall 23b1 of the teeth 23b of the stator 2 in the axial direction of the shaft 1, and is formed to have the same width as the tip wall 23b1 of the teeth 23b of the stator 2.
  • the resin magnet 50 rotates in the circumferential direction by the magnetic field generated by the energization of the stator 2, and transmits the rotational movement to the shaft 1 via the wheel 7.
  • the axial direction of the shaft 1 is the same as the axial direction of the resin magnet 50 formed in a cylindrical shape.
  • the resin magnet 50 has multiple magnetic poles of 2.
  • the magnetic poles of the resin magnet 50 are formed so that the polarities alternate along the circumferential direction of the rotor magnet 5.
  • eight magnetic poles are formed on the resin magnet 50, and four N poles and four S poles are formed so as to alternate in the circumferential direction.
  • the resin magnet 50 contains the powder of the first magnetic material.
  • the first magnetic material is a hard magnetic material, and is, for example, a magnet containing rare earths such as a magnet containing samarium-iron-nitrogen or a magnet containing neodymium-iron-boron.
  • the resin magnet 50 is molded from a raw material in which the powder of the first magnetic material is contained in a polyamide resin such as nylon or a thermoplastic resin such as polyphenylene sulfide resin.
  • the polyphenylene sulfide resin is abbreviated as PPS resin.
  • the magnet powder containing samarium-iron-nitrogen is abbreviated as sama iron.
  • the yoke 52 is provided on a part of the outer peripheral side of the yoke 52 and has a support portion 55 that supports the resin magnet 50.
  • the support portion 55 is located on the inner peripheral side of the resin magnet 50.
  • the position detection magnet portion 58 is formed as a part of the yoke 52.
  • the yoke 52 and the position detection magnet portion 58 are manufactured as one component in the same molding process. That is, the position detection magnet portion 58 is integrally formed with one component called the yoke 52. Therefore, it is not necessary to integrally mold the yoke 52 and the position detection magnet portion 58.
  • the position detection magnet portion 58 functions as a magnet for position detection, and is formed on a first hollow wall 55a1 which is one end portion 55a in the axial direction of the yoke 52.
  • the resin magnet 50 can be integrally molded with the yoke 52 by injection molding.
  • the other end 55a of the support portion 55 paired with the first hollow wall 55a1 in the axial direction of the shaft 1 will be referred to as a second hollow wall 55a2.
  • the position detection magnet portion 58 is not formed on the second hollow wall 55a2.
  • the yoke 52 is formed by injection molding into a mold.
  • the yoke 52 contains a powder of a second magnetic material different from the first magnetic material.
  • the yoke 52 is formed of a raw material in which a powder of a second magnetic material is contained in a polyamide resin such as nylon or a thermoplastic resin such as polyphenylene sulfide resin.
  • the second magnetic material can be a hard magnetic material different from the first magnetic material, for example, a hard magnetic material having a lower magnetic force than the first magnetic material but being inexpensive.
  • the hard magnetic material for molding the yoke 52 for example, ferrite containing iron oxide as a main component is used.
  • the second magnetic material can be, for example, a soft magnetic material that can be magnetized or demagnetized relatively easily.
  • the soft magnetic material for molding the yoke 52 for example, iron or silicon rope is used.
  • the outer peripheral wall 55b of the support portion 55 can be formed to have the same width as the resin magnet 50 in the axial direction of the shaft 1, for example.
  • the protruding wall 55b1 and the recessed wall 55b2 can be alternately arranged along the circumferential direction.
  • the protruding wall 55b1 is provided at a position in phase with the inverted position of the adjacent magnetic poles of the resin magnet 50.
  • the recessed wall 55b2 is provided at a position in phase with the center of the magnetic pole of the resin magnet 50. For example, when eight magnetic poles are formed on the resin magnet 50, eight protruding walls 55b1 and eight recessed walls 55b2 are formed.
  • the magnetic flux at each magnetic pole of the resin magnet 50 can be focused at the center of each magnetic pole.
  • the change in the magnetic field distribution in the circumferential direction of the resin magnet 50, particularly at the inverted position of the adjacent magnetic poles can be moderated.
  • the waveform of the induced voltage generated in the stator 2 due to the rotation of the rotor magnet 5 becomes close to a sine wave.
  • the protruding wall 55b1 and the recessed wall 55b2 may be omitted, and the outer peripheral shape of the support portion 55 may be circular.
  • the inner peripheral wall 55c of the support portion 55 has a first inner peripheral wall 55c1 connected to the inner circumference of the first hollow wall 55a1. Further, the inner peripheral wall 55c of the support portion 55 has a second inner peripheral wall 55c2 connected between the first inner peripheral wall 55c1 and the inner peripheral of the second hollow wall 55a2.
  • the first inner peripheral wall 55c1 has an expanded tube-shaped wall surface in which the opening of the first inner peripheral wall 55c1 increases toward the direction from the first hollow wall 55a1 to the second hollow wall 55a2.
  • the second inner peripheral wall 55c2 has a straight pipe-shaped wall surface.
  • the position detection magnet unit 58 generates a magnetic field in the axial direction of the shaft 1.
  • the magnetic field from the position detection magnet unit 58 is detected by the magnetic detector 29 of the stator 2, and the rotation position information of the rotor magnet 5 is calculated by a control device or the like from the detected magnetic information.
  • the calculated rotation position information is used for controlling the rotation speed of the rotor magnet 5 and the like.
  • the position detection magnet portion 58 is formed with, for example, multiples of 2 magnetic poles.
  • the magnetic poles of the hollow disk wall 58a of the position detection magnet portion 58 are formed so that the polarities alternate along the rotation direction of the shaft 1.
  • the direction of the magnetic field of the position detection magnet portion 58 is a direction intersecting the direction of the magnetic field of the resin magnet 50, for example, a vertical direction.
  • the position detection magnet portion 58 is formed so that the outer circumference of the position detection magnet portion 58 in the first hollow wall 55a1 is located inside the outer circumference of the first hollow wall 55a1. Further, the position detection magnet portion 58 is formed so that the inner circumference of the position detection magnet portion 58 in the first hollow wall 55a1 is located outside the inner circumference of the first hollow wall 55a1.
  • the position detection magnet portion 58 is formed in a hollow truncated cone shape, and has an expanded tube-shaped wall surface whose opening becomes smaller as the distance from the first hollow wall 55a1 increases. The length of the position detection magnet portion 58 of the shaft 1 in the axial direction is determined according to the distance from the magnetic detector 29 provided on the stator 2.
  • the position detection magnet portion 58 is provided in a part of the yoke 52, and the position detection magnet portion 58 that functions as a magnet for position detection is formed in one component called the yoke 52. Therefore, it is not necessary to prepare a magnet for position detection as a separate part from the yoke 52, and it is not necessary to assemble the magnet for position detection to the yoke 52 by integral molding or the like. Therefore, it is possible to reduce the direct material cost such as the raw material cost for preparing the magnet for position detection or the processing cost for assembling the magnet to the yoke 52, so that the manufacturing cost of the rotor magnet 5 can be reduced.
  • a brushless motor such as a brushless DC motor is used.
  • the inverter control of the brushless motor is performed in order to control the rotation speed of the blower 500.
  • the position information of the rotor magnet 5 is used as the input information for controlling the rotation speed of the blower 500.
  • the detection of the position information of the rotor magnet 5 is performed by detecting the magnetic information from the magnet of the rotor magnet 5 with the magnetic detector 29.
  • a magnet for detecting the position of the rotor magnet 5 is prepared as a separate part, the number of parts for manufacturing the rotor magnet 5 increases. Therefore, a direct material cost such as a raw material cost for preparing a magnet for position detection or a processing cost for assembling the magnet to the yoke 52 is required.
  • the yoke 52 is formed with one or more anchors 58b protruding from the inner circumference of the position detection magnet portion 58 and connected to the first hollow wall 55a1.
  • the anchor 58b is connected to the wheel 7 and transmits the torque of the rotor magnet 5 to the wheel 7.
  • the anchors 58b can be arranged at equal intervals along the inner circumference of the position detection magnet portion 58.
  • the number of anchors 58b can be the same as the number of magnetic poles of the resin magnet 50.
  • the yoke 52 is formed with a plurality of tags 58c protruding from the outer periphery of the position detection magnet portion 58 and connected to the first hollow wall 55a1.
  • the tags 58c are arranged at equal intervals along the outer circumference of the position detection magnet portion 58.
  • the number of tags 58c can be the same as the number of magnetic poles of the resin magnet 50.
  • the tags 58c can be arranged at a position having the same phase as the recessed wall 55b2. That is, the tag 58c can be arranged at a position in phase with the center of the magnetic pole of the resin magnet 50.
  • the position of the tag 58c can be visually confirmed and the yoke 52 can be attached to the mold.
  • the phase of the yoke 52 with respect to the rotation direction of the mold can be visually determined, and the yoke 52 can be attached to the mold. Therefore, when the resin magnet 50 or the wheel 7 is molded into the yoke 52, the mounting position of the yoke 52 with respect to the mold can be easily determined, so that the manufacturing load of the rotor magnet 5 can be reduced. Further, since the error in the mounting position of the yoke 52 with respect to the mold can be reduced, the design accuracy of the rotor magnet 5 can be improved.
  • the inner peripheral wall 55c of the support portion 55 is formed with a plurality of guide grooves 55c3 extending in the axial direction of the shaft 1 between the inner peripheral of the second hollow wall 55a2 and the second inner peripheral wall 55c2.
  • the lengths of the plurality of guide grooves 55c3 in the axial direction of the shaft 1 are the same.
  • the length of the guide groove 55c3 in the circumferential direction becomes smaller as it approaches the second inner peripheral wall 55c2 from the inner circumference of the second hollow wall 55a2.
  • the guide groove 55c3 can be arranged at a position in phase with the protruding wall 55b1.
  • eight guide grooves 55c3 can be arranged at positions having the same phase as the inverted positions of the adjacent magnetic poles of the resin magnet 50.
  • the guide groove 55c3 By providing the guide groove 55c3 at a position in phase with the inverted position of the adjacent magnetic poles of the resin magnet 50, the magnetic path between the adjacent magnetic poles in the support portion 55 can be made the same.
  • the plurality of guide grooves 55c3 are arranged on the inner peripheral wall 55c so as to be coaxial with the shaft 1 and the second inner peripheral wall 55c2.
  • the second hollow wall 55a2 of the support portion 55 is formed with a plurality of grooves 55a3 having the same number of magnetic poles extending radially between the outer peripheral wall 55b and the second inner peripheral wall 55c2.
  • the plurality of grooves 55a3 are arranged at positions in phase with the center of the magnetic pole of the resin magnet 50.
  • the plurality of grooves 55a3 are traces of a gate which is a resin injection port formed in the cavity of the mold used when molding the yoke 52. Therefore, when the gate of the mold is not arranged at the position forming the second hollow wall 55a2, the plurality of grooves 55a3 are not formed in the second hollow wall 55a2.
  • the rotor magnet 5 can also be manufactured by other methods.
  • the yoke 52 is formed by injection molding into a mold.
  • a gate forming the above-mentioned plurality of grooves 55a3 is formed.
  • the number of gates is the same as the number of magnetic poles of the resin magnet 50. For example, when the rotor magnet 5 of the motor 100 has eight magnetic poles, eight gates are formed.
  • a magnet having a strong magnetic force such as a neodymium magnet is arranged on the outer surface of the core of the mold in which the hollow disk wall 58a of the position detection magnet portion 58 is formed, and an orientation magnetic field is formed.
  • the raw material containing the powder of the second magnetic material described above in the thermoplastic resin is heated and melted and then injected into a mold to form the yoke 52. Further, the second magnetic material contained in the position detection magnet portion 58 is oriented in the polar direction of the alignment magnetic field by the alignment magnetic field from the outer surface of the core of the mold. As a result, the hollow disk wall 58a of the position detection magnet portion 58 is magnetized to become an anisotropic magnet, and the position detection magnet portion 58 is formed as a part of the yoke 52.
  • the injection-molded yoke 52 After cooling, the injection-molded yoke 52 is released from the mold, and unnecessary parts such as burrs are removed by cutting or the like.
  • the injection state of the raw material of the yoke 52 at the time of injection is made uniform. Therefore, if the yoke 52 is formed so that the position of the gate of the cavity of the mold is in phase with the center of the magnetic pole of the rotor magnet 5, the orientation of the yoke 52 can be made uniform, so that the quality of the yoke 52 can be made uniform. Can be improved.
  • the position of forming the gate of the cavity of the mold may be other than the position corresponding to the second hollow wall 55a2 of the yoke 52.
  • the position of forming the gate of the cavity of the mold may be a position corresponding to the second inner peripheral wall 55c2 of the yoke 52.
  • a vertical injection molding machine is used for molding the resin magnet 50.
  • the yoke 52 formed above is inserted into the core of the mold from the second hollow wall 55a2 side of the support portion 55 and accommodated.
  • a core metal is provided in the core of the mold, and the core metal is inserted into the hollow space surrounded by the inner peripheral wall 55c of the support portion 55.
  • rails are provided at equal intervals in the circumferential direction of the core metal, and are inserted into the guide grooves 55c3 provided in the inner peripheral wall 55c.
  • a magnet having a strong magnetic force such as a neodymium magnet is arranged on the outer peripheral surface of the core of the mold facing the outer peripheral wall 55b of the support portion 55, and an orientation magnetic field is formed.
  • the core metal rail is inserted into the guide groove 55c3 provided in the inner peripheral wall 55c, and the core is pressed into the cavity by the vertical injection molding machine, so that the core metal rail is deeply inserted into the guide groove 55c3. It will be. Since the circumferential length of the guide groove 55c3 decreases from the inner circumference of the second hollow wall 55a2 toward the second inner peripheral wall 55c2, the rail of the core metal becomes deeper as it is inserted into the guide groove 55c3. The rail of the core metal is firmly fixed to the guide groove 55c3. Further, by firmly fixing the rail of the core metal to the guide groove 55c3, it is possible to suppress the deviation between the central axis of the mold and the central axis of the yoke 52.
  • the phase of the support portion 55 can be accurately positioned with respect to the orientation magnetic field, and the phase error of the support portion 55 can be suppressed.
  • the manufacturing quality of the child magnet 5 can be improved.
  • the cavity is also called the “upper mold” and the core is also called the “lower mold”.
  • the raw material containing the powder of the first magnetic material described above in the thermoplastic resin is heated and melted and then injected into a mold, and the resin magnet 50 is integrally molded on the outer peripheral wall 55b of the support portion 55. Further, the powder of the first magnetic material contained in the resin magnet 50 is oriented in the polar direction of the alignment magnetic field by the alignment magnetic field from the outer peripheral surface of the core of the mold, and the resin magnet 50 is magnetized and anisotropic. Formed as a magnet.
  • the resin magnet 50 is integrally molded on the support portion 55, and the resin magnet 50 is magnetized to form the rotor magnet 5.
  • the rotor magnet 5 on which the resin magnet 50 is magnetized is released from the mold after cooling. Since the position detection magnet portion 58 is formed in a tapered shape, the magnetic force between the position detection magnet portion 58 and the cavity of the mold is smaller than that in the case of the cylindrical shape. Therefore, by forming the position detection magnet portion 58 in a tapered shape, the efficiency of manufacturing the rotor magnet 5 can be improved. Further, it is possible to reduce the possibility of failure or damage of the rotor magnet 5 due to the rotor magnet 5 being pulled up together with the cavity of the mold and falling.
  • the position detection magnet portion 58 is formed in a part of the yoke 52, and the resin magnet 50 is integrally molded with the yoke 52. Therefore, between the position detection magnet portion 58 and the resin magnet 50. The phase error can be suppressed. Therefore, according to the above-mentioned manufacturing method, the quality of the rotor magnet 5 can be improved. Further, the quality of the rotor magnet 5 at the time of manufacturing the rotor magnet 5 can be made the same, and the variation in the quality of the rotor magnet 5 can be suppressed.
  • FIG. 18 is a front view of the rotor 6 according to the first embodiment as viewed from the position detection magnet portion 58 side.
  • FIG. 19 is a front view of the rotor 6 according to the first embodiment as viewed from the opposite side of the position detection magnet portion 58.
  • the wheel 7 is formed of, for example, a polyester resin such as polybutylene terephthalate resin, a polyamide resin such as nylon, or a thermoplastic resin such as acrylonitrile butadiene styrene resin.
  • a polyester resin such as polybutylene terephthalate resin
  • a polyamide resin such as nylon
  • a thermoplastic resin such as acrylonitrile butadiene styrene resin.
  • the wheel 7 can be integrally molded with the yoke 52.
  • the polybutylene terephthalate resin is abbreviated as PBT resin.
  • boss 70 connected to a portion of the peripheral surface 12 of the shaft 1 including the stopper 14.
  • the boss 70 is formed in the shape of a hollow cylinder.
  • the wheel 7 has a hollow cylindrical rim 72 connected to the inner peripheral wall 55c of the support portion 55 and the inner peripheral wall 58d of the position detection magnet portion 58. Further, the wheel 7 has a plurality of spokes 74 radially connected between the boss 70 and the rim 72. A plurality of spokes 74 are formed at equal intervals in the circumferential direction. For example, four spokes 74 are radially connected between the boss 70 and the rim 72, and are formed at equal intervals in the circumferential direction.
  • the spokes such as the number of spokes 74, the circumferential length of the spokes 74, the length between the boss 70 and the rim 72, and the axial length of the shaft 1 depending on the application of the electric motor 100.
  • the dimensions of 74 can be adjusted. For example, by reducing the number and dimensions of the spokes 74 within the strength range that can withstand the torque generated by the motor 100 or the repeated stress due to the intermittent operation of the motor 100, the material amount of the spokes 74 can be reduced, and the manufacturing cost of the motor 100 can be reduced. Can be reduced.
  • a vertical injection molding machine is used for molding the wheel 7.
  • the rotor magnet 5 is inserted into the core of the mold from the position detection magnet portion 58 and accommodated.
  • the mold cavity has a core metal that is inserted into a hollow space surrounded by an inner peripheral wall 55c. Rails are provided in the core metal at equal intervals in the circumferential direction of the core metal, and are inserted into the guide grooves 55c3 provided in the inner peripheral wall 55c.
  • the number of rails provided on the core metal can be halved from the number of magnetic poles of the resin magnet 50. When the number of magnetic poles of the resin magnet 50 is 8, the number of rails provided on the core metal is 4.
  • the shaft 1 provided with the stopper 14 is set in the center of the hollow portion of the rotor magnet 5 inserted into the core of the mold.
  • the guide groove 55c3 of the inner peripheral wall 55c is inserted into the guide groove 55c3 provided on the inner peripheral wall 55c in the core metal rail, and the core is pressed against the cavity by the vertical injection molding machine, so that the core metal rail is formed. It will be deeply inserted into the guide groove 55c3. Since the circumferential length of the guide groove 55c3 decreases as the distance from the second hollow wall 55a2 in the axial direction of the shaft 1 increases, the rail of the core metal becomes deeper in the guide groove 55c3. The rail is firmly fixed to the guide groove 55c3.
  • the above-mentioned thermoplastic resin is heated and melted and then injected into the mold, and the wheel 7 is integrally molded with the yoke 52 of the rotor magnet 5. .. Further, the wheel 7 is connected to a portion of the peripheral surface 12 of the shaft 1 including the stopper 14.
  • the inner peripheral wall 55c of the support portion 55 and the inner peripheral wall of the position detection magnet portion 58 are injected. It is possible to suppress the outflow of the thermoplastic resin other than 58d. Therefore, since the generation of burrs in the rotor magnet 5 can be suppressed, the quality of the rotor magnet 5 can be improved. Further, since the occurrence of deburring work due to cutting or the like can be suppressed, the production efficiency of the electric motor 100 can be improved.
  • Injection molding of the thermoplastic resin is performed starting from the first gate formed between the core and the cavity.
  • the number of the first gates can be halved from the number of magnetic poles of the resin magnet 50. For example, when the number of magnetic poles of the resin magnet 50 is 8, four first gates are formed.
  • the first gate is formed in the space between the inner peripheral wall 55c of the support portion 55 and the shaft 1 at a position in phase with the four guide grooves 55c3 into which the core metal rail is not inserted.
  • thermoplastic resin is injected from the first gate as a starting point, the portion of the peripheral surface 12 of the shaft 1 including the stopper 14, between the shaft 1 and the inner peripheral wall 55c of the support portion 55, and the inner peripheral wall 55c of the support portion 55. Since the boss 70 flows in order, the boss 70 can be injection-molded at the earliest. Therefore, the connection strength between the boss 70 and the shaft 1 can be improved. Further, the thermoplastic resin injected into the portion of the peripheral surface 12 of the shaft 1 including the stopper 14 flows between the shaft 1 and the inner peripheral wall 55c of the support portion 55, and the spokes 74 are formed radially.
  • thermoplastic resin flowing between the shaft 1 and the inner peripheral wall 55c of the support portion 55 flows into the inner peripheral wall 55c of the support portion 55 and the inner peripheral wall 58d of the position detection magnet portion 58, and the rim 72 is formed. ..
  • the mold may be provided with a second gate that communicates with the inner peripheral wall 55c of the support portion 55 and the inner peripheral wall 58d of the position detection magnet portion 58.
  • the rim 72 can be injection-molded at the earliest, so that the connection strength between the rim 72 and the yoke 52 can be improved.
  • the thermoplastic resin injected into the inner peripheral wall 55c of the support portion 55 flows into the space between the shaft 1 and the inner peripheral wall 55c of the support portion 55, and the spokes 74 are formed radially.
  • the thermoplastic resin flowing between the shaft 1 and the inner peripheral wall 55c of the support portion 55 flows into the portion of the peripheral surface surface 12 of the shaft 1 including the stopper 14, and the boss 70 is formed.
  • the core of the mold can be installed on the turntable of the vertical injection molding machine and rotated 180 degrees at a predetermined rotation speed to form the wheel 7.
  • the boss 70 and the rim 72 can be injection-molded at the same time by injecting the thermoplastic resin in two injection patterns using the first gate and the second gate. Therefore, if a turntable is used for molding the wheel 7, the speed of injection molding of the wheel 7 can be improved, and both the connection strength between the boss 70 and the shaft 1 and the connection strength between the rim 72 and the yoke 52 can be improved. ..
  • the position of the anchor 58b protruding from the inner circumference of the position detection magnet portion 58 and the position of the four guide grooves 55c3 into which the core metal rail is not inserted are also thermoplastic.
  • the resin is filled so that it is buried.
  • the torque of the rotor magnet 5 is transmitted to the wheel 7 via the anchor 58b. Further, by filling the position of the anchor 58b so that the thermoplastic resin is embedded, it is possible to prevent the wheel 7 from rotating out of synchronization with the rotor magnet 5. Therefore, by filling the position of the anchor 58b so that the thermoplastic resin is embedded, the torque of the rotor magnet 5 can be efficiently transmitted to the shaft 1 via the anchor 58b and the wheel 7.
  • the rim 72 is moored in the guide groove 55c3, so that the rim 72 is formed and shrunk by cooling. Even in this case, the contraction of the rim 72 in the circumferential direction is suppressed. Therefore, since the guide groove 55c3 into which the core metal rail is not inserted is filled with the thermoplastic resin, the shrinkage of the rim 72 in the circumferential direction can be suppressed, so that a gap is generated between the rim 72 and the yoke 52. Can be suppressed. Further, since it is possible to suppress the generation of a gap between the rim 72 and the yoke 52, it is possible to suppress a decrease in the connection strength between the rim 72 and the yoke 52.
  • the wheel 7 is released from the mold after cooling. In the wheel 7 released from the mold, unnecessary parts such as burrs are removed by cutting or the like.
  • four gate processing marks 76 radially extending from the outer periphery of the boss 70 are formed on the outer periphery of the boss 70 at equal intervals in the circumferential direction of the wheel 7.
  • the shape of the gate processing trace 76 can be formed so as to be a convex shape when viewed from the tip end side of the gate processing trace 76. Since the tip of the gate processing trace 76 is arranged apart from the rim 72, the gate processing trace 76 does not interfere with the rim 72.
  • the gate processing trace 76 is arranged apart from the adjacent spokes 74 in the circumferential direction of the wheel 7, it does not interfere with the spokes 74. Further, since the gate processing traces 76 are formed at equal intervals in the circumferential direction of the wheel 7, the rotational movement of the rotor magnet 5 is not unstable. Therefore, according to the injection molding of the thermoplastic resin from the first gate, it is possible to leave the gate processing mark 76 on the wheel 7 without cutting it, so that the manufacturing efficiency of the wheel 7 can be improved.
  • the core metal and the rail of the core metal are formed in the cavity of the mold, but they may be formed in the core of the mold.
  • the rotor magnet 5 is inserted into and accommodated in the core of the mold from the second hollow wall 55a2 of the support portion 55.
  • the rotor 6 includes the shaft 1, the rotor magnet 5, and the wheel 7, but the rotor 6 may be the one in which the shaft 1 and the wheel 7 are omitted.
  • FIG. 20 is a front view of the rotor magnet 5 according to the second embodiment as viewed from the position detection magnet portion 58 side.
  • FIG. 21 is a side view of the rotor magnet 5 according to the second embodiment as viewed from the outer peripheral surface side.
  • the width D1 of the resin magnet 50 in the axial direction of the resin magnet 50 is formed to be shorter than the width D2 of the support portion 55.
  • the axial direction of the resin magnet 50 is the same as the axial direction of the shaft 1. Since the other configurations of the rotor magnet 5 are the same as those in the first embodiment, the description thereof will be omitted.
  • the material cost of the resin magnet 50 can be reduced. This is because the first magnetic material used for forming the resin magnet 50 is more expensive than the second magnetic material used for forming the support portion 55 of the yoke 52.
  • the width D1 of the resin magnet 50 is made shorter than the width D2 of the support portion 55, the circumferential surfaces at both ends of the support portion 55 in the axial direction radiate toward the stator 2 as in the resin magnet 50. It can be magnetized to generate a magnetic field.
  • the width D2 of the support portion 55 is formed to have the same width as the tip wall 23b1 of the teeth 23b of the stator 2, and the support portion 55 can be arranged at the same position as the tip wall 23b1. Therefore, by magnetizing the resin of the support portion 55, the magnetism of the support portion 55 can be used for the rotational movement of the rotor magnet 5 instead of a part of the resin magnet 50. Therefore, according to the above configuration, it is possible to provide the rotor magnet 5 capable of reducing the manufacturing cost of the electric motor 100 while maintaining the rotational efficiency of the electric motor 100.
  • FIG. 22 is a front view of the rotor magnet 5 according to the third embodiment as viewed from the position detection magnet portion 58 side.
  • FIG. 23 is a side view of the rotor magnet 5 according to the third embodiment as viewed from the outer peripheral surface side.
  • FIG. 24 is a side view including a partial cross section of the motor 100 according to the third embodiment as viewed from the circumferential surface of the rotor magnet 5.
  • FIG. 25 is an enlarged view of the area B of FIG. 24.
  • the second hollow wall 55a2 which is the other end portion 55a of the support portion 55 is the end portion of the resin magnet 50. It is formed so as to be in the same position as. Further, the first hollow wall 55a1, which is one end 55a of the support portion 55, forms a cylindrical surface having the same radius R2 as the radius R1 of the resin magnet 50. Since the other configurations of the rotor magnet 5 are the same as those in the first and second embodiments described above, the description thereof will be omitted.
  • the cylindrical surface of the first hollow wall 55a1 By making the cylindrical surface of the first hollow wall 55a1 a cylindrical surface having the same radius R2 as the radius R1 of the resin magnet 50, the cylindrical surface of the first hollow wall 55a1 is formed on the same plane as the cylindrical surface of the resin magnet 50. It can be magnetized so as to generate a magnetic field radially toward the stator 2. Further, in addition to the magnetic force generated from the cylindrical surface of the resin magnet 50 by magnetizing the cylindrical surface of the first hollow wall 55a1, the magnetic force generated from the cylindrical surface of the first hollow wall 55a1 is used to drive the rotation of the rotor magnet 5. be able to.
  • the magnetic force for driving the rotation of the rotor magnet 5 can be improved at low cost.
  • the resin magnet 50 is arranged at the same position and width as the tip wall 23b1 of the teeth 23b of the stator 2 in the axial direction of the shaft 1, the magnetic force of the rotor magnet 5 can be further improved at low cost. can.
  • the drive efficiency of the motor 100 can be improved at low cost, so that the motor 100 with high cost bearing capacity can be provided.
  • the magnetic flux leaked from the coil 27 of the stator 2 flows toward the position detection magnet portion 58, and the magnetic detector 29 of the stator 2 obtains accurate magnetic information. It may not be possible.
  • the resin magnet 50 is arranged at the same position and the same width as the tip wall 23b1 of the teeth 23b of the stator 2 in the axial direction of the shaft 1, the magnetic flux leaked from the coil 27 of the stator 2 is the first. It can be blocked or suppressed by the cylindrical surface of the hollow wall 55a1.
  • leakage of magnetic flux from the coil 27 can be suppressed, and magnetic information from the position detection magnet portion 58 of the rotor magnet 5 can be provided to the magnetic detector 29 of the stator 2 with high accuracy. Therefore, it is possible to suppress the malfunction of the electric motor 100 due to the leakage of the magnetic flux from the coil 27. Further, according to the above configuration, the malfunction of the electric motor 100 due to the leakage of the magnetic flux from the coil 27 can be suppressed, so that the quality of the electric motor 100 can be improved.
  • FIG. 26 is a front view of the rotor magnet 5 according to the fourth embodiment as viewed from the position detection magnet portion 58 side.
  • FIG. 27 is a side view of the rotor magnet 5 according to the fourth embodiment as viewed from the outer peripheral surface side.
  • FIG. 28 is a side view including a partial cross section of the motor 100 according to the fourth embodiment as viewed from the circumferential surface of the rotor magnet 5.
  • the first hollow wall 55a1 which is one end portion 55a of the support portion 55 is the end portion of the resin magnet 50. It is formed so as to be in the same position as. Further, the second hollow wall 55a2, which is the other end portion 55a of the support portion 55, forms a cylindrical surface having the same radius R3 as the radius R1 of the resin magnet 50. Since the other configurations of the rotor magnet 5 are the same as those in the first and second embodiments described above, the description thereof will be omitted.
  • the cylindrical surface of the second hollow wall 55a2 By making the cylindrical surface of the second hollow wall 55a2 a cylindrical surface having the same radius R3 as the radius R1 of the resin magnet 50, the cylindrical surface of the second hollow wall 55a2 is formed on the same plane as the cylindrical surface of the resin magnet 50. It can be magnetized so as to generate a magnetic field radially toward the stator 2. Further, in addition to the magnetic force generated from the cylindrical surface of the resin magnet 50 by magnetizing the cylindrical surface of the second hollow wall 55a2, the magnetic force generated from the cylindrical surface of the second hollow wall 55a2 is used to drive the rotation of the rotor magnet 5. be able to.
  • the magnetic force for driving the rotation of the rotor magnet 5 can be improved at low cost.
  • the resin magnet 50 is arranged at the same position and width as the tip wall 23b1 of the teeth 23b of the stator 2 in the axial direction of the shaft 1, the magnetic force of the rotor magnet 5 can be further improved at low cost. can.
  • the drive efficiency of the motor 100 can be improved at low cost, so that the motor 100 with high cost bearing capacity can be provided.
  • the electric motor 100 of the present disclosure is also applicable to an integrated air conditioner 1000 having a blower 500. Further, the electric motor 100 of the present disclosure can be applied not only to the air conditioner 1000 but also to electric equipment such as a refrigeration cycle device having another blower 500.
  • the electric motor 100 of the present disclosure can also be applied as a pressure reducing device such as a linear flow rate adjusting valve of the air conditioner 1000 or a stepping motor for driving the vane 250 of the indoor unit 200.

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Abstract

回転子は、円筒形状に形成されたヨークと、ヨークの外周に一体形成された樹脂マグネットを有する回転子マグネットを備える。ヨークは、ヨークの軸方向の一方の端部に、前記ヨークの一部として形成された位置検出マグネット部を有する。また、電動機、送風機、及び、空気調和機は、上述の回転子を備える。

Description

回転子、電動機、送風機、及び空気調和機
　本開示は、ブラシレスモータ等で用いられる回転子、当該回転子を有する電動機、当該電動機を有する送風機、及び当該送風機を有する空気調和機に関する。
　特許文献１には、ロータマグネットと、ロータマグネットを支持するマグネットヨークと、センサマグネットとを有する回転子を備え、センサマグネットにより回転子の位置検出が可能なブラシレスモータが開示されている。
特開２００４－０１５９１１号公報
　しかしながら、特許文献１の回転子において、センサマグネットは、ロータマグネット及びマグネットヨークと別部品として形成され、固定子製造時の材料点数及び作業工数が増加するため、直接材料費又は加工費等の製造コストの低減が困難であった。
　本開示は、上述の課題を解決するものであり、直接材料費又は加工費等の製造コストの低減が可能な回転子、電動機、送風機、及び空気調和機を提供することを目的とする。
　本開示の回転子は、円筒形状に形成されたヨークと、前記ヨークの外周にヨークと一体に形成された樹脂マグネットとを有する回転子マグネットを備え、前記ヨークは、前記ヨークの軸方向の一方の端部に、前記ヨークの一部として形成された位置検出マグネット部を有する。
　また、本開示の電動機は、上述の回転子を備える。
　また、本開示の送風機は、上述の電動機を備える。
　また、本開示の空気調和機は、上述の送風機を備える。
　本開示では、位置検出マグネットがヨークの一部として形成されているため、ヨークと別部品として位置検出マグネットを形成する場合と比較して、固定子製造時の材料点数及び作業工数を低減できる。したがって、本開示によれば、回転子の製造時における、直接材料費又は加工費等の製造コストの低減が可能となる。
実施の形態１に係る空気調和機の一例を概略的に示した斜視図である。 実施の形態１に係る電動機をシャフトの延伸方向から見た斜視図である。 実施の形態１に係る電動機をブラケット側から見た斜視図である。 実施の形態１に係る電動機を固定子の円周面から見た、一部断面を含む側面図である。 図４の領域Ａの拡大図である。 実施の形態１に係る電動機の固定子を回転子収容口側から見た斜視図である。 実施の形態１に係る電動機の固定子を軸穴側から見た斜視図である。 実施の形態１に係る回転子の構造の一例を示す斜視図である。 実施の形態１に係る回転子を外周面側から見た側面図である。 実施の形態１に係る回転子マグネットを位置検出マグネット部側から見た斜視図である。 実施の形態１に係る回転子マグネットを位置検出マグネット部の逆側から見た斜視図である。 実施の形態１に係る回転子マグネットを外周面側から見た側面図である。 実施の形態１に係るヨークを位置検出マグネット部側から見た斜視図である。 実施の形態１に係るヨークを位置検出マグネット部の逆側から見た斜視図である。 実施の形態１に係るヨークを位置検出マグネット部側から見た正面図である。 実施の形態１に係るヨークを外周面側から見た側面図である。 実施の形態１に係るヨークを位置検出マグネット部の逆側から見た正面図である。 実施の形態１に係る回転子を、位置検出マグネット部側から見た正面図である。 実施の形態１に係る回転子を、位置検出マグネット部の逆から見た正面図である。 実施の形態２に係る回転子マグネットを位置検出マグネット部側から見た正面図である。 実施の形態２に係る回転子マグネットを外周面側から見た側面図である。 実施の形態３に係る回転子マグネットを位置検出マグネット部側から見た正面図である。 実施の形態３に係る回転子マグネットを外周面側から見た側面図である。 実施の形態３に係る電動機を固定子の円周面から見た、一部断面を含む側面図である。 図２４の領域Ｂの拡大図である。 実施の形態４に係る回転子マグネットを位置検出マグネット部側から見た正面図である。 実施の形態４に係る回転子マグネットを外周面側から見た側面図である。 実施の形態４に係る電動機を固定子の円周面から見た、一部断面を含む側面図である。
実施の形態１．
　実施の形態１に係る空気調和機１０００について説明する。図１は、実施の形態１に係る空気調和機１０００の一例を示した概略図である。なお、図１を含む以下の図面では各構成部材の寸法の関係及び形状が、実際のものとは異なる場合がある。また、以下の図面では、同一の部材若しくは部分又は同一の機能を有する部材若しくは部分には、同一の符号を付すか、又は符号を付すことを省略している。
　図１で示すように、空気調和機１０００は、例えば、室内機２００と、室外機３００と、室内機２００と室外機３００との間を接続する冷媒配管１５０とを有するセパレート型の空気調和機１０００とすることができる。室内機２００は、例えば、空調対象空間内の壁面に設置される。室外機３００は、例えば、空調対象空間外の床面に設置される。なお、本開示においては、単体の室内機２００又は室外機３００についても、空気調和機１０００に含まれるものとする。
　空気調和機１０００には、冷媒配管１５０とスクロール圧縮機等の圧縮機４００とを含む冷媒回路が形成されており、圧縮機４００の駆動により、室外機３００から室内機２００との間に冷媒が循環される。例えば、室内機２００に低温の二相冷媒が供給された場合、室内機２００の駆動により、室内機２００から空調対象空間内に冷気が供給される。空調対象空間には冷気が供給される空気調和機１０００の運転態様は「冷房運転」と称される。また、室内機２００に高温高圧の気相冷媒が供給された場合、室内機２００の駆動により、室内機２００から空調対象空間内に暖気が供給される。空調対象空間には暖気が供給される空気調和機１０００の運転態様は「暖房運転」と称される。
　室内機２００には、室内送風機５００ａが収容されている。また、図示しないが、室内機２００には、冷媒回路の一部を形成する室内熱交換器が収容されている。室内送風機５００ａとしては、例えば、クロスフローファン等の多翼ファンが用いられる。室内熱交換器としては、例えば、フィンアンドチューブ型熱交換器等の空冷式熱交換器が用いられる。空調対象空間の空気は、室内送風機５００ａの回転駆動により、室内機２００の内部に誘引されて、室内熱交換器を通過する。室内熱交換器を通過する空調対象空間の空気は、室内熱交換器の内部を流れる冷媒との間で熱交換される。なお、冷房運転時において室内熱交換器の内部を流れる冷媒は低温の二相冷媒であり、暖房運転時において室内熱交換器の内部を流れる冷媒は高温高圧の気相冷媒である。熱交換された空気、すなわち、冷気又は暖気は、室内送風機５００ａの回転駆動により、空調対象空間に吹き出される。空調対象空間に吹き出される空気の風向は、室内機２００に設けられたベーン２５０の回転移動によって調整される。
　室外機３００には、室外送風機５００ｂが収容されている。また、室外機３００には、図示しないが、冷媒回路の一部を形成する室外熱交換器が収容されている。室外送風機５００ｂとしては、例えば、プロペラファン等の軸流ファンが用いられる。室外熱交換器としては、例えば、フィンアンドチューブ型熱交換器等の空冷式熱交換器が用いられる。外気は、室外送風機５００ｂの回転駆動により、室外機３００の内部に誘引されて、室外熱交換器を通過する。室外熱交換器を通過する外気は、室外熱交換器の内部を流れる冷媒との間で熱交換される。なお、冷房運転時において室外熱交換器の内部を流れる冷媒は高温高圧の気相冷媒であり、暖房運転時において室外熱交換器の内部を流れる冷媒は低温の二相冷媒である。熱交換された外気は、室外送風機５００ｂの回転駆動により、室外機３００の外部に吹き出される。なお、以降の説明においては、特に区別する必要がない場合、室内送風機５００ａ及び室外送風機５００ｂを、送風機５００と総称する。
　送風機５００は、送風機５００を回転駆動させるための電動機１００を備える。次に、実施の形態１に係る電動機１００について、図２～図７を用いて説明する。
　図２は、実施の形態１に係る電動機１００をシャフト１の延伸方向から見た斜視図である。図３は、実施の形態１に係る電動機１００をブラケット４側から見た斜視図である。図４は、実施の形態１に係る電動機１００を固定子２の円周面から見た、一部断面を含む側面図である。なお、図４では、電動機１００の内部構造の一部が概略的に示されている。図５は、図４の領域Ａの拡大図である。図６は、実施の形態１に係る電動機１００の固定子２を回転子収容口２０ａ側から見た斜視図である。図７は、実施の形態１に係る電動機１００の固定子２を軸穴２２ａ１側から見た斜視図である。
　電動機１００は、例えば、同期電動機の一種であるモールド型のＤＣブラシレスモータとして形成される。電動機１００は、電動機１００の駆動軸であるシャフト１と、シャフト１を通過させるチャンバ２０を有する固定子２とを有している。また、電動機１００は、固定子２に引込まれた接続ケーブル３と、固定子２に取り付けられ、シャフト１を回転可能に支持するブラケット４とを有する。また、電動機１００は、シャフト１と固定子２との間に配置された回転子マグネット５と、回転子マグネット５とシャフト１との間に固定されたホイール７とを有している。実施の形態１では、回転子マグネット５、シャフト１、及びホイール７により、回転子６が形成される。
　シャフト１は、回転子マグネット５の回転運動を伝達する駆動軸である。シャフト１は、例えば、ステンレス鋼等で形成される。送風機５００の被回転主体、例えば、プロペラファンのプロペラ等は、シャフト１の先端１０に取り付けられる。なお、図２を含む以下の図面では、電動機１００以外の送風機５００の構成は図示していない。
　シャフト１の周縁面１２の一部には、ストッパ１４が形成されている。ストッパ１４には、ローレット加工が施されている。ローレット加工は、金属表面に施した凹凸形状の加工をいう。ストッパ１４には、例えば、綾目形状のローレット加工が施される。ローレット加工が施されたストッパ１４は、ローレット加工が施されていないシャフト１の周縁面１２と比較して摩擦係数が大きくなる。
　シャフト１の周縁面１２のストッパ１４を含む部分には、ホイール７のボス７０が連結される。ボス７０がストッパ１４に連結されることにより、ボス７０の内壁面７０ａに凹凸形状のストッパ１４が侵入する。ボス７０の内壁面７０ａに凹凸形状のストッパ１４が侵入することにより、シャフト１の周縁面１２におけるホイール７の移動が制限される。したがって、シャフト１の周縁面１２にストッパ１４を設けることにより、ホイール７が、ホイール７の連結位置からシャフト１の軸方向へ移動するのを抑制できる。また、シャフト１の周縁面１２にストッパ１４を設けることにより、ホイール７が、ホイール７の連結位置からシャフト１の周方向に、自発的に回転移動するのを抑制できる。
　また、シャフト１の軸方向における、ホイール７の連結位置の両端には、軸受９として、第１軸受９０及び第２軸受９２が配置されている。第１軸受９０は、シャフト１の先端１０側に配置されている。第２軸受９２は、シャフト１の末端１６に配置されている。第１軸受９０及び第２軸受９２は、中空円筒状の外観を有し、例えば、玉軸受、又は円筒ころ軸受等の転がり軸受として形成される。
　第１軸受９０は、第１軸受９０の内輪を形成する第１回転軌道輪９０ａ１と、第１回転軌道輪９０ａ１の外周側に配置され、第１軸受９０の外輪を形成する第１固定軌道輪９０ａ２とを有している。第１回転軌道輪９０ａ１と第１固定軌道輪９０ａ２とにより中空円筒状の外観を有する第１軌道輪９０ａが形成される。また、第１軸受９０は、第１回転軌道輪９０ａ１と第１固定軌道輪９０ａ２との間に配置された複数の第１転動体９０ｂを有している。第１転動体９０ｂとしては、例えば、玉又は円筒ころ等が用いられる。
　第１軌道輪９０ａの内周面に対応する第１回転軌道輪９０ａ１の円周面は、シャフト１に固定される。また、第１回転軌道輪９０ａ１の一方の中空円板面は、ボス７０の第１末端７０ｂ１に接触するように配置される。ボス７０の第１末端７０ｂ１は、シャフト１の先端１０側に位置しており、例えば、中空円板状の載置面が形成される。ボス７０の第１末端７０ｂ１に中空円板状の載置面を形成することにより、第１回転軌道輪９０ａ１の一方の中空円板面を、ホイール７のボス７０に安定した状態で載置できるため、シャフト１の回転の安定性を向上させることができる。また、第１軌道輪９０ａの外周面に対応する第１固定軌道輪９０ａ２の円周面は、例えば、固定子２の外郭２２の軸受支持壁２２ａに固定される。軸受支持壁２２ａは、例えば、第１固定軌道輪９０ａ２の円周面と、シャフト１の先端１０側に位置する第１固定軌道輪９０ａ２の中空円板面とを固定する断面Ｌ字形状の内壁面を有している。また、軸受支持壁２２ａには、シャフト１が貫通し、チャンバ２０と連通する軸穴２２ａ１が形成されている。
　第２軸受９２は、第２軸受９２の内輪を形成する第２回転軌道輪９２ａ１と、第２回転軌道輪９２ａ１の外周側に配置され、第２軸受９２の外輪を形成する第２固定軌道輪９２ａ２とを有している。第２回転軌道輪９２ａ１と第２固定軌道輪９２ａ２とにより中空円筒状の外観を有する第２軌道輪９２ａが形成される。また、第２軸受９２は、第２回転軌道輪９２ａ１と第２固定軌道輪９２ａ２との間に配置された複数の第２転動体９２ｂを有している。第２転動体９２ｂとしては、例えば、玉又は円筒ころ等が用いられる。
　第２軸受９２は、シャフト１の末端１６に固定される。シャフト１の末端１６に固定された第２軸受９２は、ステンレス鋼等の弾性を有する板金で形成されたブラケット４に収容される。ブラケット４は、円筒形状の窪み４０ａが形成された円板形状の蓋体４０と、蓋体４０の周縁に一体成形され、逆Ｕ字形状の断面を有する板ばね４２とを有している。ブラケット４の蓋体４０は、固定子２に形成され、かつ、固定子２のチャンバ２０と連通する回転子収容口２０ａを閉塞する。蓋体４０の窪み４０ａには、座金ばね４４が収容され、シャフト１の末端１６側に位置する第２固定軌道輪９２ａ２の中空円板面が座金ばね４４と接触するように、第２軸受９２が収容される。
　第２軌道輪９２ａの内周面に対応する第２回転軌道輪９２ａ１の円周面は、シャフト１の末端１６に固定される。また、第２回転軌道輪９２ａ１の一方の中空円板面は、ボス７０の第２末端７０ｂ２に接触するように配置される。ボス７０の第２末端７０ｂ２は、シャフト１の末端１６側に位置しており、例えば、中空円板状の載置面が形成される。ボス７０の第２末端７０ｂ２に中空円板状の載置面を形成することにより、第２回転軌道輪９２ａ１の一方の中空円板面を、ホイール７のボス７０に安定した状態で載置できるため、シャフト１の回転の安定性を向上させることができる。
　シャフト１の先端１０を軸穴２２ａ１に挿入し、第２軸受９２が収容されたブラケット４を回転子収容口２０ａに挿入することにより、板ばね４２が固定子２に嵌め込まれ、ブラケット４は固定子２に装着される。ブラケット４は固定子２に装着されると、座金ばね４４の弾性力が、第２固定軌道輪９２ａ２をシャフト１の先端１０方向に加えられるため、座金ばね４４の弾性力により、第１軸受９０は、軸受支持壁２２ａに押し込まれる。また、座金ばね４４の弾性力に対する抗力により、第２軸受９２は、座金ばね４４の方向に押下されるため、第２軸受９２は蓋体４０の窪み４０ａに押し込まれる。したがって、シャフト１の回転駆動に伴う、シャフト１の回転方向又は軸方向への第１軸受９０及び第２軸受９２の移動が抑制されるため、シャフト１の回転の安定性を向上させることができる。
　なお、以降の説明においては、特に区別する必要がない場合、第１軸受９０及び第２軸受９２を、軸受９と総称する。また、ホイール７に関する上述した以外の詳細の説明は後述する。
　固定子２は、中空円筒形状の固定子鉄心２３と、固定子鉄心２３の一対の中空円板面に配置されたインシュレータ２５と、銅製マグネットワイヤ等のワイヤを固定子鉄心２３とインシュレータ２５とに巻回することにより形成されたコイル２７とを有している。固定子鉄心２３、インシュレータ２５（第１インシュレータ２５ａ、第２インシュレータ２５ｂ）、及びコイル２７は、固定子２の本体部分を形成している。
　固定子鉄心２３は、固定子鉄心２３の外周面を形成する環状のコアバック２３ａと、コアバック２３ａから固定子鉄心２３の方向に延伸する複数のティース２３ｂとを有している。電動機１００が、三相同期電動機として形成される場合、ティース２３ｂの個数は、３の倍数個となる。例えば、回転子マグネット５の磁極の個数を８とした場合、ティース２３ｂの個数は、１２個となる。
　固定子鉄心２３には、隣接する２のティース２３ｂと、コアバック２３ａとに囲まれたスロットが形成されている。固定子鉄心２３に形成されるスロットの個数は、ティース２３ｂの個数と同一となる。
　第１インシュレータ２５ａには、複数、例えば３本のピンが設けられており、回路基板２８が取付けられている。回路基板２８は、例えば中空円板形状に形成されている。回路基板２８の面のうち、固定子鉄心２３に対面する側の面には、磁気検知器２９が搭載されている。磁気検知器２９は、回転子マグネット５からの磁界を検知できる位置に配置されており、回路基板２８が中空円板形状の場合、回路基板２８の内周側に配置される。磁気検知器２９としては、例えば、アンチモン化インジウム又はガリウムヒ素を材質としたホール素子が用いられる。また、磁気検知器２９として、ホール素子と信号変換回路とを単一半導体基板に集積させた集積回路型の磁気センサであるホールＩＣを用いてもよい。
　なお、回路基板２８は、磁気検知器２９の他に、インバータ回路及び制御回路を搭載したものでもよい。
　次に、固定子２の製造方法について説明する。
　固定子鉄心２３の薄板が、０．５～６．５％程度の少量のケイ素を鉄に含有し、厚さが０．１～０．７ｍｍのケイ素鋼板等の電磁鋼板を打抜加工することによって製造される。固定子鉄心２３の薄板は、隣接するティース２３ｂの間のコアバック２３ａの１つを切断して、帯状に延ばした形状で打ち抜き加工されている。打ち抜き加工された複数の固定子鉄心２３の薄板は、かしめ、溶接、又は接着等により相互に積層される。
　また、固定子鉄心２３の各々のティース２３ｂのＴ字形状の面にインシュレータ２５が配置される。インシュレータ２５は、例えば、固定子鉄心２３に、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂等の熱可塑性樹脂を直接射出して成形することにより、積層された固定子鉄心２３に配置される。なお、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂は、ＡＢＳ樹脂と略称される。
　なお、インシュレータ２５は、例えば、固定子鉄心２３の製造とは別工程で成形し、インシュレータ２５の成形後に、インシュレータ２５を固定子鉄心２３に取り付けてもよい。
　インシュレータ２５が配置された固定子鉄心２３のティース２３ｂの各々に、コイル２７のワイヤが集中巻にて巻回される。コイル２７のワイヤの巻回は、固定子鉄心２３が帯状に延びた状態で行われ、コイル２７のワイヤの巻回により、固定子２の本体部分が帯状に形成される。コイル２７のワイヤの２の末端は、第１インシュレータ２５ａに配置される。
　帯状に形成された固定子２の本体部分は、コアバック２３ａが固定子鉄心２３の外周を形成し、ティース２３ｂの先端壁２３ｂ１が固定子鉄心２３の内周を形成するように円形に屈曲される。固定子鉄心２３のコアバック２３ａの両端は、溶接によって固定される。固定子鉄心２３のコアバック２３ａの両端が溶接によって固定されることにより、固定子２の本体部分は中空円筒形状に形成される。
　中空円筒形状に形成された固定子２の本体部分には、回路基板２８が取付けられる。また、接続ケーブル３のリード線３０の一端の被覆が剥離され、第１インシュレータ２５ａ又は回路基板２８に配置される。被覆が剥離され、第１インシュレータ２５ａ又は回路基板２８に配置されたリード線３０の一端は、ヒュージング、スポット溶接、又は半田接合等により結線される。また、各々のコイル２７のワイヤ同士を接続する渡り線の末端が、第１インシュレータ２５ａに配置され、ヒュージング、スポット溶接、又は半田接合等により結線される。また、回路基板２８に配置されたリード線３０は、センサ線として、半田接合等により磁気検知器２９に結線される。
　固定子２の本体部分は、モールド成形のために、第２インシュレータ２５ｂ側から金型のコアに収容される。第２インシュレータ２５ｂに形成された突起は、コアの芯金側に配置され、固定子２の本体部分を安定した状態でコアに固定できる。したがって、第２インシュレータ２５ｂに突起を形成することにより、固定子２のモールド成形における生産性の向上が図れ、それに伴い、モールド成形された固定子２の品質を向上させることができる。
　不飽和ポリエステル樹脂を主成分としたバルクモールディングコンパウンド等の熱硬化性樹脂が充填され、射出成形により、固定子２がモールド成形される。また、モールド成形は、圧縮成形によってなされてもよい。なお、バルクモールディングコンパウンドは、ＢＭＣと略称される。
　なお、固定子２はモールド成形しなくてもよい。例えば、固定子２は、固定子２の本体部分を熱可塑性樹脂のケーシングに収容したものであってもよい。
　次に回転子６について図８～図１７を用いて説明する。
　図８は、実施の形態１に係る回転子６の構造の一例を示す斜視図である。図９は、実施の形態１に係る回転子６を外周面側から見た側面図である。図１０は、実施の形態１に係る回転子マグネット５を位置検出マグネット部５８側から見た斜視図である。図１１は、実施の形態１に係る回転子マグネット５を位置検出マグネット部５８の逆側から見た斜視図である。図１２は、実施の形態１に係る回転子マグネット５を外周面側から見た側面図である。図１３は、実施の形態１に係るヨーク５２を位置検出マグネット部５８側から見た斜視図である。図１４は、実施の形態１に係るヨーク５２を位置検出マグネット部５８の逆側から見た斜視図である。図１５は、実施の形態１に係るヨーク５２を位置検出マグネット部５８側から見た正面図である。図１６は、実施の形態１に係るヨーク５２を外周面側から見た側面図である。図１７は、実施の形態１に係るヨーク５２を位置検出マグネット部５８の逆側から見た正面図である。回転子６は、上述したシャフト１と、回転子マグネット５と、後述するホイール７を有している。
　回転子マグネット５は、樹脂マグネット５０と、樹脂マグネット５０を貫通して形成されたヨーク５２とを有している。樹脂マグネット５０は、円筒形状に形成される。ヨーク５２は、樹脂マグネット５０の内周側に筒形状に形成される。ヨーク５２は、バックヨークとも称される。
　樹脂マグネット５０は、回転子マグネット５の外周に設けられたボンド磁石であり、樹脂マグネット５０から固定子２に向けて放射状に磁界を発生させる。樹脂マグネット５０は、シャフト１の軸方向において、固定子２のティース２３ｂの先端壁２３ｂ１と同一位置に配置され、固定子２のティース２３ｂの先端壁２３ｂ１と同一幅に形成される。樹脂マグネット５０は、固定子２の通電により発生する磁場により周方向に回転運動し、ホイール７を介してシャフト１に回転運動を伝達する。なお、シャフト１の軸方向は、円筒形状に形成された樹脂マグネット５０の軸方向と同一方向である。
　樹脂マグネット５０には、２の倍数個の磁極が形成されている。樹脂マグネット５０の磁極は、回転子マグネット５の周方向に沿って極性が交互となるように形成される。例えば、樹脂マグネット５０には、磁極が８個形成され、Ｎ極及びＳ極がそれぞれ４個ずつ、周方向に交互となるように形成される。
　樹脂マグネット５０は、第１磁性材料の粉末を含んでいる。第１磁性材料は、硬磁性材料であり、例えば、サマリウム－鉄－窒素を含むマグネット、又はネオジム－鉄－ホウ素を含むマグネット等の希土類を含むマグネットである。樹脂マグネット５０は、第１磁性材料の粉末を、ナイロン等のポリアミド樹脂、又はポリフェニレンスルファイド樹脂といった熱可塑性樹脂に含有させた原料で成形される。なお、ポリフェニレンスルファイド樹脂はＰＰＳ樹脂と略称される。また、サマリウム－鉄－窒素を含むマグネット粉末は、サマ鉄と略称される。
　ヨーク５２は、ヨーク５２の外周側の一部に設けられ、樹脂マグネット５０を支持する支持部５５を有している。支持部５５は、樹脂マグネット５０の内周側に位置している。また、位置検出マグネット部５８は、ヨーク５２の一部として形成されている。ヨーク５２と位置検出マグネット部５８とは、同じ成形工程で１つの部品として製造される。すなわち、位置検出マグネット部５８は、ヨーク５２という１つの部品に、一体化されて形成されるものである。したがって、ヨーク５２と位置検出マグネット部５８とは、一体成形する必要はない。また、位置検出マグネット部５８を別個の部品として成型し、位置検出マグネット部５８の成型後に、ヨーク５２に組み合わせる必要もない。位置検出マグネット部５８は、位置検出用のマグネットとして機能するものであり、ヨーク５２の軸方向における一方の端部５５ａである第１中空壁５５ａ１に形成されている。例えば、樹脂マグネット５０は、射出成形により、ヨーク５２と一体成形できる。以降の説明では、シャフト１の軸方向において、第１中空壁５５ａ１と対となる支持部５５の他方の端部５５ａを第２中空壁５５ａ２と称する。なお、第２中空壁５５ａ２には、位置検出マグネット部５８は形成されていない。
　ヨーク５２は、金型への射出成形により形成される。ヨーク５２は、第１磁性材料とは異なる第２磁性材料の粉末を含んでいる。ヨーク５２は、第２磁性材料の粉末を、ナイロン等のポリアミド樹脂、又はポリフェニレンスルファイド樹脂といった熱可塑性樹脂に含有させた原料で成形される。第２磁性材料は、第１磁性材料とは異なる硬磁性材料、例えば、第１磁性材料よりも磁力が低いが、安価な硬磁性材料とすることができる。ヨーク５２の成形のための硬磁性材料としては、例えば、酸化鉄を主成分としたフェライト等が用いられる。また、第２磁性材料は、例えば、磁化又は減磁が比較的容易にできる軟磁性材料とすることができる。ヨーク５２の成形のための軟磁性材料としては、例えば、鉄又はケイ素綱等が用いられる。
　支持部５５の外周壁５５ｂは、例えば、シャフト１の軸方向において、樹脂マグネット５０と同一幅に形成できる。支持部５５の外周壁５５ｂには、突出壁５５ｂ１と窪み壁５５ｂ２を周方向に沿って交互に配置できる。突出壁５５ｂ１は、樹脂マグネット５０の隣接する磁極の反転位置と同位相となる位置に設けられている。窪み壁５５ｂ２は、樹脂マグネット５０の磁極の中心と同位相となる位置に設けられている。例えば、樹脂マグネット５０に磁極が８個形成される場合、突出壁５５ｂ１及び窪み壁５５ｂ２は、それぞれ８個ずつ形成される。支持部５５の外周面に突出壁５５ｂ１と窪み壁５５ｂ２とを設けることによって、樹脂マグネット５０の各磁極における磁束を、各磁極の中心に集束させることができる。樹脂マグネット５０の各磁極における磁束を、各磁極の中心に集束させることにより、樹脂マグネット５０の周方向、特に隣接する磁極の反転位置における磁界分布の変化を緩やかにできる。樹脂マグネット５０の周方向における磁界分布の変化を緩やかにすることにより、回転子マグネット５の回転により固定子２に発生する誘起電圧の波形が正弦波に近くなる。また、樹脂マグネット５０の周方向における磁界分布の変化を緩やかにすることにより、回転子マグネット５の回転時のトルクリップルの発生を抑制できる。したがって、支持部５５に突出壁５５ｂ１と窪み壁５５ｂ２とを設けることによって、固定子２に発生する誘起電圧の波形が正弦波に近くなり、回転子マグネット５の回転時のトルクリップルの発生を抑制でき、電動機１００の高機能化及び低騒音化が可能となる。
　なお、電動機１００の性能及びコスト等に応じて、突出壁５５ｂ１及び窪み壁５５ｂ２を省略して、支持部５５の外周形状を円形状としてもよい。
　支持部５５の内周壁５５ｃは、第１中空壁５５ａ１の内周に連なる第１内周壁５５ｃ１を有している。また、支持部５５の内周壁５５ｃは、第１内周壁５５ｃ１と、第２中空壁５５ａ２の内周との間に連なる第２内周壁５５ｃ２とを有している。第１内周壁５５ｃ１は、第１中空壁５５ａ１から第２中空壁５５ａ２の方向に向かうにつれて、第１内周壁５５ｃ１の開口が大きくなる拡管形状の壁面を有している。第２内周壁５５ｃ２は、直管形状の壁面を有している。
　位置検出マグネット部５８は、シャフト１の軸方向に磁界を発生させるものである。位置検出マグネット部５８からの磁界は、固定子２の磁気検知器２９で検知され、検知された磁気情報から、回転子マグネット５の回転位置情報が制御装置等で算出される。算出された回転位置情報は、回転子マグネット５の回転数制御等に用いられる。位置検出マグネット部５８には、例えば、２の倍数個の磁極が形成されている。位置検出マグネット部５８の中空円板壁５８ａの磁極は、シャフト１の回転方向に沿って極性が交互となるように形成される。例えば、中空円板壁５８ａには、磁極が４個形成され、Ｎ極及びＳ極がそれぞれ２個ずつ、周方向に交互となるように形成される。なお、位置検出マグネット部５８の磁界の方向は、樹脂マグネット５０の磁界の方向と交差する方向、例えば垂直方向となっている。
　位置検出マグネット部５８は、第１中空壁５５ａ１における位置検出マグネット部５８の外周が、第１中空壁５５ａ１の外周よりも内側に位置するように形成されている。また、位置検出マグネット部５８は、第１中空壁５５ａ１における位置検出マグネット部５８の内周が、第１中空壁５５ａ１の内周よりも外側に位置するように形成されている。位置検出マグネット部５８は、中空円錐台形状に形成されており、第１中空壁５５ａ１から離れるにつれて、開口が小さくなる拡管形状の壁面を有している。なお、シャフト１の軸方向における位置検出マグネット部５８の長さは、固定子２に設けられている磁気検知器２９との距離に応じて決定される。
　以上のとおり、位置検出マグネット部５８は、ヨーク５２の一部に設けられており、ヨーク５２という１つの部品に、位置検出用のマグネットとして機能する位置検出マグネット部５８が形成されている。そのため、ヨーク５２と別部品として位置検出用のマグネットを準備する必要も、ヨーク５２に位置検出用のマグネットを一体成形等により組み付ける必要もない。したがって、位置検出用のマグネットを準備するための原料費等の直接材料費又はヨーク５２にマグネットを組み付けるための加工費を削減できるため、回転子マグネット５の製造コストの低減が可能となる。
　例えば、空気調和機１０００の送風機５００では、ブラシレスＤＣモータ等のブラシレスモータが用いられる。また、空気調和機１０００の送風機５００では、送風機５００の回転数を制御するためにブラシレスモータのインバータ制御が行われる。送風機５００の回転数を制御するための入力情報として、回転子マグネット５の位置情報が用いられる。回転子マグネット５の位置情報の検知は、磁気検知器２９で、回転子マグネット５のマグネットからの磁気情報を検知することによって行われる。
　回転子マグネット５の位置検出用としてのマグネットを別部品として準備した場合は、回転子マグネット５の製造のための部品点数が増加する。したがって、位置検出用のマグネットを準備するための原料費等の直接材料費又はヨーク５２にマグネットを組み付けるための加工費が必要となる。
　しかしながら、上述の位置検出マグネット部５８を有する回転子マグネット５を用いたブラシレスモータを用いれば、回転子マグネット５の製造のための部品点数が減少するため、電動機１００の製造コストの低減が可能となる。また、製造コストの低減した電動機１００を用いれば、送風機５００及び空気調和機１０００の製造コストも削減できる。
　また、ヨーク５２には、位置検出マグネット部５８の内周から突出し、第１中空壁５５ａ１に連なる１以上のアンカー５８ｂが形成されている。アンカー５８ｂは、ホイール７に連結され、回転子マグネット５のトルクをホイール７に伝達する。アンカー５８ｂの個数が複数の場合、アンカー５８ｂは、位置検出マグネット部５８の内周に沿って等間隔に配置できる。例えば、アンカー５８ｂの個数は、樹脂マグネット５０の磁極の個数と同数とすることができる。
　また、ヨーク５２には、位置検出マグネット部５８の外周から突出し、第１中空壁５５ａ１に連なる複数のタグ５８ｃが形成されている。タグ５８ｃは、位置検出マグネット部５８の外周に沿って等間隔に配置される。例えば、タグ５８ｃの個数は、樹脂マグネット５０の磁極の個数と同数とすることができる。タグ５８ｃの個数が樹脂マグネット５０の磁極の個数と同数の場合、タグ５８ｃは、窪み壁５５ｂ２と同位相となる位置に配置できる。すなわち、タグ５８ｃは、樹脂マグネット５０の磁極の中心と同位相となる位置に配置できる。
　ヨーク５２にタグ５８ｃを形成することにより、樹脂マグネット５０又はホイール７をヨーク５２に成形する際に、タグ５８ｃの位置を目視で確認して、ヨーク５２を金型に取り付けることができる。例えば、金型の回転方向に対するヨーク５２の位相を目視により決定し、ヨーク５２を金型に取り付けることができる。したがって、樹脂マグネット５０又はホイール７をヨーク５２に成形する際に、金型に対するヨーク５２の取付位置を容易に決定することができるため、回転子マグネット５の製造負荷の軽減を図ることができる。また、金型に対するヨーク５２の取付位置の誤差を低減できるため、回転子マグネット５の設計精度の向上を図ることができる。
　また、支持部５５の内周壁５５ｃには、第２中空壁５５ａ２の内周と第２内周壁５５ｃ２との間をシャフト１の軸方向に延びる複数の案内溝５５ｃ３が形成されている。シャフト１の軸方向における、複数の案内溝５５ｃ３の長さは同一である。案内溝５５ｃ３の周方向の長さは、第２中空壁５５ａ２の内周から第２内周壁５５ｃ２に近づくにつれて小さくなっている。案内溝５５ｃ３は、突出壁５５ｂ１と同位相となる位置に配置できる。すなわち、案内溝５５ｃ３は、樹脂マグネット５０の隣接する磁極の反転位置と同位相となる位置に、例えば、８個配置できる。樹脂マグネット５０の隣接する磁極の反転位置と同位相となる位置に案内溝５５ｃ３を設けることにより、支持部５５における隣接する磁極間の磁路を同一とすることができる。また、複数の案内溝５５ｃ３は、シャフト１及び第２内周壁５５ｃ２と、同軸となるように内周壁５５ｃに配置されている。
　なお、支持部５５の第２中空壁５５ａ２には、外周壁５５ｂと第２内周壁５５ｃ２との間に放射状に延びる磁極の個数と同数の複数の溝５５ａ３が形成されている。複数の溝５５ａ３は、樹脂マグネット５０の磁極の中心と同位相となる位置に配置されている。当該複数の溝５５ａ３は、ヨーク５２の成形時に用いられる金型のキャビティに形成された樹脂射出口であるゲートの跡である。したがって、金型のゲートが第２中空壁５５ａ２を形成する位置に配置されない場合、複数の溝５５ａ３は、第２中空壁５５ａ２に形成されない。
　次に、回転子マグネット５の製造方法の一例について説明する。以降の製造方法はあくまでも一例であり、他の方法によっても、回転子マグネット５を製造することは可能である。
　ヨーク５２は、前述したとおり、金型への射出成形により形成される。金型のキャビティには、上述した複数の溝５５ａ３を形成するゲートが形成される。ゲートの個数は、樹脂マグネット５０の磁極の個数と同一であり、例えば、電動機１００の回転子マグネット５が磁極の個数が８個の場合、８個のゲートが形成されている。また、位置検出マグネット部５８の中空円板壁５８ａが成形される金型のコアの外面には、ネオジム磁石等の磁力の強い磁石が配置され、配向磁場が形成される。
　前述した第２磁性材料の粉末を熱可塑性樹脂に含有させた原料が、加熱及び溶融された後に金型に射出され、ヨーク５２が成形される。また、金型のコアの外面からの配向磁場により、位置検出マグネット部５８に含有される第２磁性材料が、配向磁場の極方向に配向される。これにより、位置検出マグネット部５８の中空円板壁５８ａが着磁され、異方性磁石となり、位置検出マグネット部５８が、ヨーク５２の一部として形成される。
　射出成形されたヨーク５２は、冷却後、金型から離型されて、バリ等の不要部分が切削等により取り除かれる。
　なお、金型のキャビティのゲートの個数を、樹脂マグネット５０の磁極の個数と同一とすることにより、ヨーク５２の原料の射出時の注入状態が均一化される。したがって、金型のキャビティのゲートの位置が、回転子マグネット５の磁極の中心と同位相となるように、ヨーク５２を形成すれば、ヨーク５２の配向の均一化ができるため、ヨーク５２の品質の向上が図れる。
　なお、金型のキャビティのゲートの形成位置は、ヨーク５２の第２中空壁５５ａ２に対応する位置以外にすることもできる。例えば、金型のキャビティのゲートの形成位置は、ヨーク５２の第２内周壁５５ｃ２に対応する位置にしてもよい。ゲートの形成位置をヨーク５２の第２内周壁５５ｃ２に対応する位置とした場合、溝又は突起等のゲートの跡が第２内周壁５５ｃ２に残ることとなる。
　樹脂マグネット５０の成形には、竪型射出成形機が用いられる。上述で成形したヨーク５２は、支持部５５の第２中空壁５５ａ２側から金型のコアに挿入されて収容される。また、金型のコアには芯金が設けられており、支持部５５の内周壁５５ｃに囲まれた中空空間に挿入される。また、芯金の周方向にはレールが等間隔に設けられており、内周壁５５ｃに設けられた案内溝５５ｃ３に挿入される。また、支持部５５の外周壁５５ｂに対向する金型のコアの外周面には、ネオジム磁石等の磁力の強い磁石が配置され、配向磁場が形成される。
　芯金のレールが内周壁５５ｃに設けられた案内溝５５ｃ３に挿入され、竪型射出成形機により、キャビティにコアが押圧されることにより、芯金のレールは、案内溝５５ｃ３に深く挿入されることになる。案内溝５５ｃ３の周方向の長さは、第２中空壁５５ａ２の内周から第２内周壁５５ｃ２に近づくにつれて小さくなっているため、芯金のレールは、案内溝５５ｃ３に深く挿入されるにつれて、芯金のレールは、案内溝５５ｃ３に堅く固定される。また、芯金のレールが案内溝５５ｃ３に堅く固定されることにより、金型の中心軸と、ヨーク５２の中心軸とのずれを抑制することができる。したがって、芯金のレールと内周壁５５ｃの案内溝５５ｃ３とを設けることによって、配向磁場に対する支持部５５の位相の位置決めを正確に行うことができ、支持部５５の位相誤差を抑制できるため、回転子マグネット５の製造品質を向上させることができる。
　なお、竪型射出成形機で金型が用いられる場合、キャビティは「上型」とも称され、コアは「下型」とも称される。
　前述した第１磁性材料の粉末を、熱可塑性樹脂に含有させた原料が、加熱及び溶融された後に金型に射出され、支持部５５の外周壁５５ｂに樹脂マグネット５０が一体成形される。また、金型のコアの外周面からの配向磁場により、樹脂マグネット５０に含有される第１磁性材料の粉末が、配向磁場の極方向に配向され、樹脂マグネット５０が着磁され、異方性磁石として形成される。樹脂マグネット５０が支持部５５に一体成形され、樹脂マグネット５０が着磁されることにより、回転子マグネット５が形成される。
　樹脂マグネット５０が着磁された回転子マグネット５は、冷却後、金型から離型される。位置検出マグネット部５８はテーパ形状に形成されているため、位置検出マグネット部５８と金型のキャビティとの間の磁力は、円筒形状とした場合と比較して小さくなる。したがって、位置検出マグネット部５８をテーパ形状に形成することにより、回転子マグネット５の製造の効率を向上させることができる。また、回転子マグネット５が金型のキャビティとともに引き上げられ、落下すること等による、回転子マグネット５の故障又は損傷の可能性を低減できる。
　金型から離型された回転子マグネット５は、バリ等の不要部分が切削等により取り除かれる。
　上述の製造方法によれば、位置検出マグネット部５８が、ヨーク５２の一部に形成され、樹脂マグネット５０がヨーク５２に一体成形されるため、位置検出マグネット部５８と樹脂マグネット５０との間の位相の誤差を抑制することができる。したがって、上述の製造方法によれば、回転子マグネット５の品質を向上させることができる。また、回転子マグネット５の製造時における、回転子マグネット５の品質を同一とし、回転子マグネット５の品質のばらつきを抑制することができる。
　次に、ホイール７について、図１８及び図１９を用いて例示する。図１８は、実施の形態１に係る回転子６を、位置検出マグネット部５８側から見た正面図である。図１９は、実施の形態１に係る回転子６を、位置検出マグネット部５８の逆側から見た正面図である。
　ホイール７は、例えば、ポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル樹脂、ナイロン等のポリアミド樹脂、又はアクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂といった熱可塑性樹脂で成形される。例えば、ホイール７は、ヨーク５２と一体成形できる。なお、ポリブチレンテレフタレート樹脂は、ＰＢＴ樹脂と略称される。
　前述したように、シャフト１の周縁面１２のストッパ１４を含む部分に連結されたボス７０を有する。ボス７０は、中空円柱形状に形成されている。
　また、ホイール７は、支持部５５の内周壁５５ｃ及び位置検出マグネット部５８の内周壁５８ｄに連結された中空円柱形状のリム７２を有している。また、ホイール７は、ボス７０とリム７２との間に、放射状に連結された複数のスポーク７４を有している。複数のスポーク７４は、周方向に等間隔に複数形成されている。例えば、４個のスポーク７４が、ボス７０とリム７２との間に放射状に連結されており、周方向に等間隔に形成されている。
　ホイール７では、電動機１００の用途に応じて、スポーク７４の個数、及びスポーク７４の周方向の長さ、ボス７０とリム７２との間の長さ、及びシャフト１の軸方向の長さといったスポーク７４の寸法を調整できる。例えば、電動機１００で発生するトルク又は電動機１００の断続運転による繰返し応力に耐えうる強度範囲において、スポーク７４の個数及び寸法を低減することにより、スポーク７４の材料量を低減し、電動機１００の製造コストの低減を図ることができる。
　また、スポーク７４の個数及び寸法を変化させて、ホイール７の円周方向の剛性を調整し、樹脂マグネット５０からシャフト１への共振等の伝達加振力の調整を行うこともできる。したがって、スポーク７４の個数及び寸法を変化させることにより、電動機１００の製造コストの低減と、電動機１００の低騒音化とを最適化できるため、電動機１００の品質を向上させることができる。
　次に、ホイール７の製造方法の一例について説明する。以降の製造方法はあくまでも一例であり、他の方法によっても、ホイール７を製造することは可能である。
　ホイール７の成形には、竪型射出成形機が用いられる。回転子マグネット５は、位置検出マグネット部５８から金型のコアに挿入されて収容される。金型のキャビティは、内周壁５５ｃに囲まれた中空空間に挿入される芯金を有している。芯金にはレールが芯金の周方向に等間隔に設けられており、内周壁５５ｃに設けられた案内溝５５ｃ３に挿入される。例えば、芯金に設けられるレールの個数は、樹脂マグネット５０の磁極の数の半数にできる。樹脂マグネット５０の磁極の数が８の場合は、芯金に設けられるレールの個数は４となる。また、ストッパ１４を設けたシャフト１が、金型のコアに挿入された回転子マグネット５の中空部分の中央にセットされる。
　芯金のレールに内周壁５５ｃの案内溝５５ｃ３が内周壁５５ｃに設けられた案内溝５５ｃ３に挿入され、竪型射出成形機により、キャビティにコアが押圧されることにより、芯金のレールは、案内溝５５ｃ３に深く挿入されることになる。案内溝５５ｃ３の周方向の長さは、第２中空壁５５ａ２からシャフト１の軸方向に離れるにつれて小さくなっているため、芯金のレールは、案内溝５５ｃ３に深く挿入されるにつれて、芯金のレールは、案内溝５５ｃ３に堅く固定される。また、芯金のレールが案内溝５５ｃ３に堅く固定されることにより、金型の中心軸と、射出成形されるホイール７の中心と、シャフト１の中心軸との間のずれを抑制することができる。したがって、芯金のレールと内周壁５５ｃの案内溝５５ｃ３と設けることによって、シャフト１の中心と回転子マグネット５の中心との位置の誤差を抑制できるため、回転子マグネット５の製造品質を向上させることができる。
　竪型射出成形機によりキャビティにコアが押圧された状態で、上述した熱可塑性樹脂が、加熱及び溶融された後に金型に射出され、回転子マグネット５のヨーク５２にホイール７が一体成形される。また、シャフト１の周縁面１２のストッパ１４を含む部分にホイール７が連結される。
　また、位置検出マグネット部５８の中空円板壁５８ａを金型で押えて、熱可塑性樹脂を射出することにより、回転子マグネット５において、支持部５５の内周壁５５ｃ及び位置検出マグネット部５８の内周壁５８ｄ以外に熱可塑性樹脂が流出するのを抑制できる。したがって、回転子マグネット５におけるバリの発生を抑制することができるため、回転子マグネット５の品質の向上が図ることができる。また、切削等によるバリ取り作業の発生を抑制できるため、電動機１００の生産効率を向上させることができる。
　熱可塑性樹脂の射出成形は、コアとキャビティとの間に形成された第１ゲートを起点として行われる。第１ゲートの個数は、樹脂マグネット５０の磁極の数の半数にできる。例えば、樹脂マグネット５０の磁極の数が８の場合は、第１ゲートは４個形成されることとなる。第１ゲートは、支持部５５の内周壁５５ｃとシャフト１と間の空間において、芯金のレールが挿入されていない４つの案内溝５５ｃ３と同位相の位置に形成される。
　熱可塑性樹脂は、第１ゲートを起点として射出され、シャフト１の周縁面１２のストッパ１４を含む部分、シャフト１と支持部５５の内周壁５５ｃとの間、及び支持部５５の内周壁５５ｃの順に流入するため、最も早くボス７０を射出成形することができる。したがって、ボス７０とシャフト１との連結強度を向上できる。また、シャフト１の周縁面１２のストッパ１４を含む部分に射出された熱可塑性樹脂は、シャフト１と支持部５５の内周壁５５ｃとの間に流入し、スポーク７４が放射状に成形される。また、シャフト１と支持部５５の内周壁５５ｃとの間を流動する熱可塑性樹脂は、支持部５５の内周壁５５ｃ及び位置検出マグネット部５８の内周壁５８ｄに流入し、リム７２が形成される。
　なお、支持部５５の内周壁５５ｃ及び位置検出マグネット部５８の内周壁５８ｄに連通する第２ゲートを金型に設けることもできる。第２ゲートを起点として、熱可塑性樹脂が射出されると、最も早くリム７２を射出成形することができるため、リム７２とヨーク５２との連結強度を向上できる。また、支持部５５の内周壁５５ｃに射出された熱可塑性樹脂は、シャフト１と支持部５５の内周壁５５ｃとの間に流入し、スポーク７４が放射状に成形される。また、シャフト１と支持部５５の内周壁５５ｃとの間を流動する熱可塑性樹脂は、シャフト１の周縁面１２のストッパ１４を含む部分に流入し、ボス７０が形成される。
　なお、金型のコアは、竪型射出成形機のターンテーブルに設置し、所定の回転速度で１８０度回転させて、ホイール７を成形することができる。例えば、第１ゲートと第２ゲートとを用いた２つの射出パターンで、熱可塑性樹脂を射出することにより、ボス７０とリム７２とを同時に射出成形することも可能となる。したがって、ホイール７の成形にターンテーブルを用いれば、ホイール７の射出成形の速度を向上できるとともに、ボス７０とシャフト１との連結強度、及びリム７２とヨーク５２との連結強度の双方を向上できる。
　なお、リム７２が射出成形される際には、位置検出マグネット部５８の内周から突出したアンカー５８ｂの位置及び芯金のレールが挿入されていない４つの案内溝５５ｃ３の位置にも、熱可塑性樹脂が埋設されるように充填される。
　アンカー５８ｂの位置に熱可塑性樹脂を埋設して充填することにより、回転子マグネット５のトルクがアンカー５８ｂを介してホイール７に伝達される。また、アンカー５８ｂの位置に熱可塑性樹脂が埋設されるように充填されることにより、ホイール７が回転子マグネット５に対して同期せずに回転するのを抑制できる。したがって、アンカー５８ｂの位置に熱可塑性樹脂が埋設されるように充填されることにより、回転子マグネット５のトルクをアンカー５８ｂ及びホイール７を介してシャフト１に効率良く伝達できる。
　また、芯金のレールが挿入されていない案内溝５５ｃ３に熱可塑性樹脂を埋設して充填することにより、案内溝５５ｃ３にリム７２が係留された状態となるため、リム７２が冷却により成形収縮された場合であっても、リム７２の周方向の収縮は抑制される。したがって、芯金のレールが挿入されていない案内溝５５ｃ３に熱可塑性樹脂が充填されることにより、リム７２の周方向の収縮を抑制できるため、リム７２とヨーク５２との間に隙間が発生するのを抑制できる。また、リム７２とヨーク５２との間に隙間が発生するのを抑制できるため、リム７２とヨーク５２との間の連結強度の低下を抑制できる。
　ホイール７は、冷却後、金型から離型される。金型から離型されたホイール７は、バリ等の不要部分が切削等により取り除かれる。なお、第１ゲートからの熱可塑性樹脂の射出成形により、ボス７０の外周に、ボス７０の外周から放射状に延びるゲート処理跡７６が、ホイール７の周方向に等間隔に４個形成される。ゲート処理跡７６の形状は、ゲート処理跡７６の先端側から見て、凸形状となるように形成できる。ゲート処理跡７６の先端は、リム７２から離間して配置されているため、ゲート処理跡７６は、リム７２に干渉しない。また、ゲート処理跡７６は、ホイール７の周方向において、隣接するスポーク７４と離間して配置されているため、スポーク７４とも干渉しない。また、ゲート処理跡７６は、ホイール７の周方向に等間隔に形成されているため、回転子マグネット５の回転運動を不安定にしない。したがって、第１ゲートからの熱可塑性樹脂の射出成形によれば、ゲート処理跡７６を切除することなくホイール７に残すことも可能であるから、ホイール７の製造効率を向上させることができる。
　なお、上述の製造方法の例では、芯金及び芯金のレールを金型のキャビティに形成しているが、金型のコアに形成してもよい。芯金及び芯金のレールを金型のコアに形成した場合、回転子マグネット５は、支持部５５の第２中空壁５５ａ２から金型のコアに挿入されて収容される。
　また、実施の形態１では、回転子６は、シャフト１と回転子マグネット５とホイール７と含むものとしたが、シャフト１及びホイール７を省略したものを回転子６とすることもできる。
実施の形態２．
　実施の形態２に係る回転子マグネット５について、図２０及び図２１を用いて説明する。図２０は、実施の形態２に係る回転子マグネット５を位置検出マグネット部５８側から見た正面図である。図２１は、実施の形態２に係る回転子マグネット５を外周面側から見た側面図である。
　実施の形態２に係る回転子マグネット５においては、樹脂マグネット５０の軸方向における、樹脂マグネット５０の幅Ｄ１は、支持部５５の幅Ｄ２よりも短くなるように形成されている。なお、実施の形態１で述べたように、樹脂マグネット５０の軸方向は、シャフト１の軸方向と同一である。その他の回転子マグネット５の構成については、上述の実施の形態１と同一であるから説明は省略する。
　樹脂マグネット５０の幅Ｄ１を支持部５５の幅Ｄ２よりも短くすることにより、樹脂マグネット５０の材料費を低減できる。樹脂マグネット５０の形成に用いられる第１磁性材料は、ヨーク５２の支持部５５の形成に用いられる第２磁性材料よりも高価であるからである。
　また、樹脂マグネット５０の幅Ｄ１を支持部５５の幅Ｄ２よりも短くすることにより、支持部５５の軸方向両端の円周面は、樹脂マグネット５０と同様に、固定子２に向けて放射状に磁界を発生するように着磁できる。また、樹脂マグネット５０の軸方向において、支持部５５の幅Ｄ２は、固定子２のティース２３ｂの先端壁２３ｂ１と同一幅に形成し、支持部５５を、先端壁２３ｂ１と同一位置に配置できる。したがって、支持部５５の樹脂を着磁することにより、樹脂マグネット５０の一部に代替して、支持部５５の磁気を、回転子マグネット５の回転運動のために用いることができる。したがって、上述の構成によれば、電動機１００の回転効率を維持しつつ、電動機１００の製造コストを低減することが可能な回転子マグネット５を提供できる。
実施の形態３．
　実施の形態３に係る回転子マグネット５について、図２２～図２５を用いて説明する。図２２は、実施の形態３に係る回転子マグネット５を位置検出マグネット部５８側から見た正面図である。図２３は、実施の形態３に係る回転子マグネット５を外周面側から見た側面図である。図２４は、実施の形態３に係る電動機１００を回転子マグネット５の円周面から見た、一部断面を含む側面図である。図２５は、図２４の領域Ｂの拡大図である。
　実施の形態３に係る回転子マグネット５においては、支持部５５は、樹脂マグネット５０の軸方向において、支持部５５の他方の端部５５ａである第２中空壁５５ａ２が、樹脂マグネット５０の端部と同一位置となるように形成されている。また、支持部５５の一方の端部５５ａである第１中空壁５５ａ１は、樹脂マグネット５０の半径Ｒ１と同一の半径Ｒ２の円筒面を形成している。その他の回転子マグネット５の構成については、上述の実施の形態１及び実施の形態２と同一であるから説明は省略する。
　第１中空壁５５ａ１の円筒面を、樹脂マグネット５０の半径Ｒ１と同一の半径Ｒ２の円筒面とすることにより、第１中空壁５５ａ１の円筒面を樹脂マグネット５０の円筒面と同一平面上で、固定子２に向けて放射状に磁界を発生するように着磁できる。また、第１中空壁５５ａ１の円筒面の着磁により、樹脂マグネット５０の円筒面から発生する磁力に加え、第１中空壁５５ａ１の円筒面から発生する磁力を回転子マグネット５の回転駆動に用いることができる。
　したがって、上述の構成によれば、回転子マグネット５の回転駆動のための磁力を、安価に向上させることができる。特に、シャフト１の軸方向において、樹脂マグネット５０が、固定子２のティース２３ｂの先端壁２３ｂ１と同一位置及び同一幅に配置される場合、安価に回転子マグネット５の磁力を更に向上させることができる。
　以上のことから、支持部５５の第１中空壁５５ａ１の円筒面を着磁することにより、電動機１００の駆動効率を安価に向上させることができるため、コスト耐力の高い電動機１００を提供できる。
　また、図２５の点線矢印に示すように、固定子２のコイル２７から漏れた磁束が位置検出マグネット部５８の方に流れ、固定子２の磁気検知器２９において、精度の良い磁気情報が得られない場合がある。
　しかしながら、シャフト１の軸方向において、樹脂マグネット５０が、固定子２のティース２３ｂの先端壁２３ｂ１と同一位置及び同一幅に配置された場合、固定子２のコイル２７から漏れた磁束は、第１中空壁５５ａ１の円筒面で遮断又は抑制できる。
　上述の構成によれば、コイル２７からの磁束の漏れを抑制でき、回転子マグネット５の位置検出マグネット部５８からの磁気情報を、固定子２の磁気検知器２９に精度良く提供できる。したがって、コイル２７からの磁束の漏れによる電動機１００の誤動作を抑制できる。また、上述の構成によれば、コイル２７からの磁束の漏れによる電動機１００の誤動作を抑制できるため、電動機１００の品質を向上させることができる。
実施の形態４．
　実施の形態４に係る回転子マグネット５について、図２６～図２８を用いて説明する。図２６は、実施の形態４に係る回転子マグネット５を位置検出マグネット部５８側から見た正面図である。図２７は、実施の形態４に係る回転子マグネット５を外周面側から見た側面図である。図２８は、実施の形態４に係る電動機１００を回転子マグネット５の円周面から見た、一部断面を含む側面図である。
　実施の形態４に係る回転子マグネット５においては、支持部５５は、樹脂マグネット５０の軸方向において、支持部５５の一方の端部５５ａである第１中空壁５５ａ１が、樹脂マグネット５０の端部と同一位置となるように形成されている。また、支持部５５の他方の端部５５ａである第２中空壁５５ａ２は、樹脂マグネット５０の半径Ｒ１と同一の半径Ｒ３の円筒面を形成している。その他の回転子マグネット５の構成については、上述の実施の形態１及び実施の形態２と同一であるから説明は省略する。
　第２中空壁５５ａ２の円筒面を、樹脂マグネット５０の半径Ｒ１と同一の半径Ｒ３の円筒面とすることにより、第２中空壁５５ａ２の円筒面を樹脂マグネット５０の円筒面と同一平面上で、固定子２に向けて放射状に磁界を発生するように着磁できる。また、第２中空壁５５ａ２の円筒面の着磁により、樹脂マグネット５０の円筒面から発生する磁力に加え、第２中空壁５５ａ２の円筒面から発生する磁力を回転子マグネット５の回転駆動に用いることができる。
　したがって、上述の構成によれば、回転子マグネット５の回転駆動のための磁力を、安価に向上させることができる。特に、シャフト１の軸方向において、樹脂マグネット５０が、固定子２のティース２３ｂの先端壁２３ｂ１と同一位置及び同一幅に配置される場合、安価に回転子マグネット５の磁力を更に向上させることができる。
　以上のことから、支持部５５の第２中空壁５５ａ２の円筒面を着磁することにより、電動機１００の駆動効率を安価に向上させることができるため、コスト耐力の高い電動機１００を提供できる。
　また、図２８の白抜き矢印に示されるように、第２中空壁５５ａ２の円筒面を着磁することにより、回転子マグネット５が、固定子２の磁気検知器２９側へ移動する力が発生する。第２中空壁５５ａ２の円筒面を着磁することにより、位置検出マグネット部５８の位置を、磁気検知器２９に近づけることができる。したがって、回転子マグネット５の位置検出マグネット部５８からの磁気情報を、固定子２の磁気検知器２９に精度良く提供できる。
　以上のことから、支持部５５の第２中空壁５５ａ２の円筒面を着磁することにより、回転子マグネット５の位置検出マグネット部５８からの磁気情報を、固定子２の磁気検知器２９に精度良く提供できるため、電動機１００の品質を向上させることができる。
その他の実施の形態．
　なお、本開示の内容は、上述の実施の形態に限らず、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。例えば、本開示の電動機１００は、送風機５００を有する一体型の空気調和機１０００にも適用可能である。また、本開示の電動機１００は、空気調和機１０００のみならず、他の送風機５００を有する冷凍サイクル装置等の電気機器にも適用可能である。
　また、本開示の電動機１００は、空気調和機１０００のリニア流量調整弁等の減圧装置又は室内機２００のベーン２５０を駆動させるステッピングモータとしても適用可能である。
　１　シャフト、２　固定子、３　接続ケーブル、４　ブラケット、５　回転子マグネット、６　回転子、７　ホイール、９　軸受、１０　先端、１２　周縁面、１４　ストッパ、１６　末端、２０　チャンバ、２０ａ　回転子収容口、２２　外郭、２２ａ　軸受支持壁、２２ａ１　軸穴、２３　固定子鉄心、２３ａ　コアバック、２３ｂ　ティース、２３ｂ１　先端壁、２５　インシュレータ、２５ａ　第１インシュレータ、２５ｂ　第２インシュレータ、２７　コイル、２８　回路基板、２９　磁気検知器、３０　リード線、４０　蓋体、４０ａ　窪み、４２　板ばね、４４　座金ばね、５０　樹脂マグネット、５２　ヨーク、５５　支持部、５５ａ　端部、５５ａ１　第１中空壁、５５ａ２　第２中空壁、５５ａ３　溝、５５ｂ　外周壁、５５ｂ１　突出壁、５５ｂ２　窪み壁、５５ｃ　内周壁、５５ｃ１　第１内周壁、５５ｃ２　第２内周壁、５５ｃ３　案内溝、５８　位置検出マグネット部、５８ａ　中空円板壁、５８ｂ　アンカー、５８ｃ　タグ、５８ｄ　内周壁、７０　ボス、７０ａ　内壁面、７０ｂ１　第１末端、７０ｂ２　第２末端、７２　リム、７４　スポーク、７６　ゲート処理跡、９０　第１軸受、９０ａ　第１軌道輪、９０ａ１　第１回転軌道輪、９０ａ２　第１固定軌道輪、９０ｂ　第１転動体、９２　第２軸受、９２ａ　第２軌道輪、９２ａ１　第２回転軌道輪、９２ａ２　第２固定軌道輪、９２ｂ　第２転動体、１００　電動機、１５０　冷媒配管、２００　室内機、２５０　ベーン、３００　室外機、４００　圧縮機、５００　送風機、５００ａ　室内送風機、５００ｂ　室外送風機、１０００　空気調和機。

Claims (10)

  1. 　円筒形状に形成されたヨークと、
    　前記ヨークの外周に前記ヨークと一体に形成された樹脂マグネットと
    を有する回転子マグネットを備え、
    　前記ヨークは、
    　前記ヨークの軸方向の一方の端部に、前記ヨークの一部として形成された位置検出マグネット部を有する
    回転子。
  2. 　前記ヨークは、
    　前記ヨークの外周の一部で前記樹脂マグネットを支持する支持部を有し、
    　前記ヨークの軸方向における、前記樹脂マグネットの幅は、前記支持部の幅よりも短い
    請求項１に記載の回転子。
  3. 　前記ヨークの軸方向における前記支持部の一方の端部が、前記樹脂マグネットの端部と同一位置となるように形成されており、
    　前記支持部の他方の端部は、前記樹脂マグネットと同一の半径の円筒面を形成している
    請求項２に記載の回転子。
  4. 　前記樹脂マグネットは第１磁性材料の粉末を含み、前記ヨークは前記第１磁性材料と異なる第２磁性材料の粉末を含む
    請求項１～３のいずれか一項に記載の回転子。
  5. 　前記第１磁性材料は、希土類を含むマグネットである
    請求項４に記載の回転子。
  6. 　前記第２磁性材料は、フェライト、又は鉄若しくはケイ素綱である
    請求項４又は５に記載の回転子。
  7. 　請求項１～６のいずれか一項に記載の回転子を備えた
    電動機。
  8. 　前記位置検出マグネット部からの磁界を検知する磁気検知器を備えた
    請求項７に記載の電動機。
  9. 　請求項７又は８に記載の電動機を備えた
    送風機。
  10. 　請求項９に記載の送風機を備えた
    空気調和機。
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