JP2024018012A - Field element, motor, blower device, refrigeration cycle device, method for manufacturing field element, and method for manufacturing motor - Google Patents
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Abstract
Description
界磁子、モータ、送風装置、冷凍サイクル装置、界磁子の製造方法、及びモータの製造方法に関する。 The present invention relates to a field element, a motor, an air blower, a refrigeration cycle apparatus, a method for manufacturing a field element, and a method for manufacturing a motor.
特許文献1(特許第3306059号公報)に示されているように、界磁子の漏れ磁束を抑制するために、磁石と、軟磁性の部材とを一体成型する技術がある。 As shown in Patent Document 1 (Japanese Patent No. 3306059), there is a technique of integrally molding a magnet and a soft magnetic member in order to suppress leakage magnetic flux of a field element.
特許文献1では、界磁子の製造工程内に、軟磁性の部材を付加する工程を組み込むことが必須となる。そのため、軟磁性の部材を付加しなくても磁石の磁束の強さが十分である場合であっても、軟磁性の部材を付加しないという選択をすることができない、という課題がある。 In Patent Document 1, it is essential to incorporate a step of adding a soft magnetic member into the field element manufacturing process. Therefore, even if the strength of the magnetic flux of the magnet is sufficient even without adding a soft magnetic member, there is a problem in that it is not possible to choose not to add a soft magnetic member.
第1観点の界磁子は、ボンド磁石と、軟磁性の部材と、を備える。ボンド磁石は、円筒状である。ボンド磁石は、一体成型される。軟磁性の部材は、ボンド磁石の外周側に、一体成型後に取り付けられる。 The field element of the first aspect includes a bonded magnet and a soft magnetic member. The bonded magnet is cylindrical. Bonded magnets are integrally molded. The soft magnetic member is attached to the outer peripheral side of the bonded magnet after integral molding.
第1観点の界磁子は、軟磁性の部材を、一体成型後に取り付けることにより、ボンド磁石の磁束の強さに応じて、軟磁性の部材を付加するか否かを選択することができる。 In the field element of the first aspect, by attaching the soft magnetic member after integrally molding, it is possible to select whether or not to add the soft magnetic member depending on the strength of the magnetic flux of the bonded magnet.
第2観点の界磁子は、第1観点の界磁子であって、ボンド磁石は、極異方に配向されている。 The field element of the second viewpoint is the field element of the first viewpoint, and the bonded magnets are oriented polar anisotropically.
第2観点の界磁子は、このような構成により、トルクリプルを低減することができる。 With such a configuration, the field element according to the second aspect can reduce torque ripple.
第3観点の界磁子は、第2観点の界磁子であって、界磁子は、回転子である。界磁子は、固定子の径方向外側に配置される。ボンド磁石の径方向の厚みLmと、ボンド磁石の1極当たりの径方向内側の磁極面の円弧長Lsとは、Lm<Ls/2、を満たす。 The field element of the third viewpoint is the field element of the second viewpoint, and the field element is a rotor. The field element is arranged radially outward of the stator. The radial thickness Lm of the bonded magnet and the arc length Ls of the radially inner magnetic pole surface per pole of the bonded magnet satisfy Lm<Ls/2.
第4観点の界磁子は、第2観点の界磁子であって、界磁子は、回転子である。界磁子は、固定子の径方向外側に配置される。ボンド磁石の径方向の厚みLmと、ボンド磁石の1極当たりの径方向内側の磁極面の円弧長Lsと、軟磁性の部材の径方向の厚みLyとは、Ly<Ls/2-Lm、を満たす。 The field element of the fourth viewpoint is the field element of the second viewpoint, and the field element is a rotor. The field element is arranged radially outward of the stator. The radial thickness Lm of the bonded magnet, the arc length Ls of the radially inner magnetic pole surface per pole of the bonded magnet, and the radial thickness Ly of the soft magnetic member are as follows: Ly<Ls/2-Lm, satisfy.
第5観点の界磁子は、第1観点から第4観点のいずれかの界磁子であって、軟磁性の部材は、軟磁性材テープである。軟磁性材テープは、ボンド磁石の外周面に接着することにより固定される。 The field element according to the fifth aspect is the field element according to any one of the first to fourth aspects, and the soft magnetic member is a soft magnetic material tape. The soft magnetic material tape is fixed by adhering to the outer peripheral surface of the bonded magnet.
第6観点の界磁子は、第5観点の界磁子であって、軟磁性材テープは、鉄を基材とする。 The field element according to the sixth aspect is the field element according to the fifth aspect, and the soft magnetic material tape has iron as a base material.
第7観点の界磁子は、第5観点の界磁子であって、軟磁性材テープの厚みは、0.1mm以上1.0mm以下である。 The field element according to the seventh aspect is the field element according to the fifth aspect, and the thickness of the soft magnetic material tape is 0.1 mm or more and 1.0 mm or less.
第8観点の界磁子は、第1観点から第4観点のいずれかの界磁子であって、軟磁性の部材は、SPCC(Steel Plate Cold Commercial)、又はSPCE(Steel Plate Cold Deep Drawn Extra)を基材とする。 The field element in the eighth aspect is the field element in any one of the first to fourth aspects, and the soft magnetic member is SPCC (Steel Plate Cold Commercial) or SPCE (Steel Plate Cold Deep Drawn Extra). ) is the base material.
第9観点の界磁子は、第1観点から第4観点のいずれかの界磁子であって、軟磁性の部材は、無方向性電磁鋼帯、又は方向性電磁鋼帯を基材とする。 The field element according to the ninth aspect is the field element according to any one of the first to fourth aspects, and the soft magnetic member has a non-oriented electromagnetic steel strip or a grain-oriented electromagnetic steel strip as a base material. do.
第10観点の界磁子は、第1観点から第4観点のいずれかの界磁子であって、軟磁性の部材は、C字状、又は円筒状の部材である。 The field element according to the tenth aspect is the field element according to any one of the first to fourth aspects, and the soft magnetic member is a C-shaped or cylindrical member.
第11観点の界磁子は、第10観点の界磁子であって、C字状の軟磁性の部材は、ボンド磁石の外周側に、復元力による締まり嵌めにより固定される。又は、C字状の軟磁性の部材は、ボンド磁石の外周側に、周方向の両端を接合した状態で、テープにより固定される。又は、C字状の軟磁性の部材は、ボンド磁石の外周側に、周方向の両端に設けられた引掛け部を、互いに引掛けることにより固定される。又は、C字状の軟磁性の部材は、ボンド磁石の外周側に、重ね合わせて溶接することにより固定される。又は、C字状の軟磁性の部材は、ボンド磁石の外周側に、重ね合わせて圧接することにより固定される。又は、C字状の軟磁性の部材は、ボンド磁石の外周側に、重ね合わせて超音波溶着することにより固定される。 The field element according to the eleventh aspect is the field element according to the tenth aspect, in which the C-shaped soft magnetic member is fixed to the outer peripheral side of the bonded magnet by interference fit due to restoring force. Alternatively, the C-shaped soft magnetic member is fixed to the outer circumferential side of the bonded magnet with tape, with both circumferential ends joined. Alternatively, the C-shaped soft magnetic member is fixed by hooking hook portions provided at both circumferential ends on the outer circumferential side of the bonded magnet to each other. Alternatively, the C-shaped soft magnetic member is fixed to the outer peripheral side of the bonded magnet by overlapping and welding. Alternatively, the C-shaped soft magnetic member is fixed by overlapping and press-contacting the outer peripheral side of the bonded magnet. Alternatively, the C-shaped soft magnetic member is fixed to the outer peripheral side of the bonded magnet by superimposing and ultrasonically welding the member.
第12観点の界磁子は、第10観点の界磁子であって、C字状、又は円筒状の軟磁性の部材は、ボンド磁石の外周側に、重ね合わせて接着することにより固定される。又は、C字状、又は円筒状の軟磁性の部材は、ボンド磁石の外周側に、軟磁性の部材の内周面に設けられた凸部と、ボンド磁石の外周面に設けられた凹部とを勘合することにより固定される。又は、C字状、又は円筒状の軟磁性の部材は、ボンド磁石の外周側に、冷却されたボンド磁石に、常温の軟磁性の部材を被せる冷やし嵌めにより固定される。又は、C字状、又は円筒状の軟磁性の部材は、ボンド磁石の外周側に、常温のボンド磁石に、加熱された軟磁性の部材を被せる焼き嵌めにより固定される。又は、C字状、又は円筒状の軟磁性の部材は、ボンド磁石の外周側に、ボンド磁石の磁力により固定される。 The field element according to the twelfth aspect is the field element according to the tenth aspect, in which the C-shaped or cylindrical soft magnetic member is fixed to the outer circumferential side of the bonded magnet by overlapping and bonding. Ru. Alternatively, the C-shaped or cylindrical soft magnetic member has a convex portion provided on the inner peripheral surface of the soft magnetic member and a recessed portion provided on the outer peripheral surface of the bonded magnet on the outer peripheral side of the bonded magnet. It is fixed by fitting the Alternatively, the C-shaped or cylindrical soft magnetic member is fixed to the outer peripheral side of the bonded magnet by cold fitting, in which the cooled bonded magnet is covered with a room temperature soft magnetic member. Alternatively, the C-shaped or cylindrical soft magnetic member is fixed to the outer circumferential side of the bonded magnet by shrink fitting in which a heated soft magnetic member is placed over the bonded magnet at room temperature. Alternatively, the C-shaped or cylindrical soft magnetic member is fixed to the outer peripheral side of the bonded magnet by the magnetic force of the bonded magnet.
第13観点のモータは、界磁子と、固定子と、を備える。界磁子は、第1観点から第12観点のいずれかの界磁子である。固定子は、界磁子の径方向内側に配置される。 A motor according to a thirteenth aspect includes a field element and a stator. The field element is any one of the first to twelfth aspects. The stator is arranged radially inside the field element.
第14観点の送風装置は、第13観点のモータと、ファンと、を備える。ファンは、モータによって駆動される。 The air blower according to the fourteenth aspect includes the motor according to the thirteenth aspect and a fan. The fan is driven by a motor.
第15観点の冷凍サイクル装置は、第14観点の送風装置、を備える。 The refrigeration cycle device according to the fifteenth aspect includes the blower device according to the fourteenth aspect.
第16観点の界磁子の製造方法は、ボンド磁石と、軟磁性の部材と、を用意する。ボンド磁石は、円筒状である。ボンド磁石は、一体成型される。界磁子の製造方法は、軟磁性の部材を、ボンド磁石の外周側に取り付ける。 In the method for manufacturing a field element according to the sixteenth aspect, a bonded magnet and a soft magnetic member are prepared. The bonded magnet is cylindrical. Bonded magnets are integrally molded. In a method for manufacturing a field element, a soft magnetic member is attached to the outer circumferential side of a bonded magnet.
第17観点のモータは、ボンド磁石と、軟磁性の部材と、を用意する。ボンド磁石は、円筒状である。ボンド磁石は、一体成型される。モータは、所定の磁束の強さが得られるときは、ボンド磁石を取り付ける。モータは、所定の磁束の強さが得られないときは、軟磁性の部材を外周側に取り付けたボンド磁石、を取り付ける。 The motor according to the seventeenth aspect includes a bonded magnet and a soft magnetic member. The bonded magnet is cylindrical. Bonded magnets are integrally molded. A bonded magnet is attached to the motor when a predetermined magnetic flux strength is obtained. When a predetermined magnetic flux strength cannot be obtained, a bonded magnet with a soft magnetic member attached to the outer circumference of the motor is attached.
第17観点のモータは、このような構成により、ボンド磁石の磁束の強さに応じて、軟磁性の部材を付加するか否かを選択することができる。 With such a configuration, the motor according to the seventeenth aspect can select whether or not to add a soft magnetic member depending on the strength of the magnetic flux of the bonded magnet.
第18観点のモータの製造方法は、ボンド磁石と、軟磁性の部材と、を用意する。ボンド磁石は、円筒状である。ボンド磁石は、一体成型される。モータの製造方法は、所定の磁束の強さが得られるときは、ボンド磁石を取り付ける。モータの製造方法は、所定の磁束の強さが得られないときは、軟磁性の部材を外周側に取り付けたボンド磁石、を取り付ける。 In the method for manufacturing a motor according to the eighteenth aspect, a bonded magnet and a soft magnetic member are prepared. The bonded magnet is cylindrical. Bonded magnets are integrally molded. In the motor manufacturing method, bonded magnets are attached when a predetermined magnetic flux strength is obtained. In the motor manufacturing method, when a predetermined magnetic flux strength cannot be obtained, a bonded magnet with a soft magnetic member attached to the outer circumference is attached.
第18観点のモータの製造方法は、このような構成により、ボンド磁石の磁束の強さに応じて、軟磁性の部材を付加するか否かを選択することができる。 In the method for manufacturing a motor according to the eighteenth aspect, with such a configuration, it is possible to select whether or not to add a soft magnetic member depending on the strength of the magnetic flux of the bonded magnet.
(1)冷凍サイクル装置の構成
冷凍サイクル装置100は、蒸気圧縮式冷凍サイクルを利用して、温度調整対象を冷却したり、加熱したりする装置である。本実施形態では、冷凍サイクル装置100は、温度調整対象としての空調対象空間の空気を冷却したり加熱したりする空気調和装置100である。冷凍サイクル装置100の種類は、空気調和装置100に限定されるものではなく、給湯装置、床暖房装置、冷蔵装置等であってもよい。
(1) Configuration of refrigeration cycle device The refrigeration cycle device 100 is a device that uses a vapor compression refrigeration cycle to cool or heat a temperature-adjusted object. In this embodiment, the refrigeration cycle device 100 is an air conditioner 100 that cools or heats air in an air-conditioned space as a temperature-adjusted space. The type of refrigeration cycle device 100 is not limited to the air conditioner 100, and may be a water heater, a floor heating device, a refrigeration device, or the like.
図1は、空気調和装置100の外観図である。図1に示すように、空気調和装置100は、主として、室内の壁面等に取り付けられる室内機110と、室外に設置される室外機120とを有する。室内機110及び室外機120は、冷媒配管130を介して互いに接続され、これにより、空気調和装置100の冷媒回路が構成される。空気調和装置100は、室内機110が設置される空間において、冷房運転及び暖房運転等を行う。 FIG. 1 is an external view of the air conditioner 100. As shown in FIG. 1, the air conditioner 100 mainly includes an indoor unit 110 that is attached to a wall or the like indoors, and an outdoor unit 120 that is installed outdoors. The indoor unit 110 and the outdoor unit 120 are connected to each other via a refrigerant pipe 130, thereby configuring a refrigerant circuit of the air conditioner 100. The air conditioner 100 performs cooling operation, heating operation, etc. in a space where the indoor unit 110 is installed.
図2は、室内機110の断面図である。図1及び図2に示すように、室内機110は、主として、フレーム81と、熱交換器82と、フラップ83と、前面パネル84aと、本体カバー84bと、送風装置70と、を有する。熱交換器82及び送風装置70は、フレーム81に支持され、前面パネル84a及び本体カバー84bによって覆われている。本体カバー84bの上面には吸込口86aが形成され、本体カバー84bの下面には吹出口86bが形成されている。フラップ83は、吹出口86bに配置されている。 FIG. 2 is a sectional view of the indoor unit 110. As shown in FIGS. 1 and 2, the indoor unit 110 mainly includes a frame 81, a heat exchanger 82, a flap 83, a front panel 84a, a main body cover 84b, and an air blower 70. The heat exchanger 82 and the air blower 70 are supported by a frame 81 and covered by a front panel 84a and a main body cover 84b. A suction port 86a is formed on the upper surface of the main body cover 84b, and an air outlet 86b is formed on the lower surface of the main body cover 84b. The flap 83 is arranged at the air outlet 86b.
(2)送風装置の構成
図3は、モータ50の断面図である。図2及び図3に示すように、送風装置70は、主として、モータ50と、ファン60とを備える。ファン60は、モータ50によって駆動される。本実施形態では、ファン60は、クロスフローファンである。
(2) Configuration of blower device FIG. 3 is a sectional view of the motor 50. As shown in FIGS. 2 and 3, the blower device 70 mainly includes a motor 50 and a fan 60. Fan 60 is driven by motor 50. In this embodiment, fan 60 is a crossflow fan.
送風装置70は、熱交換器82による熱交換を促進するための空気流を形成する。送風装置70によって、吸込口86aから吸い込まれた空気は、熱交換器82の伝熱管の内部を流れる冷媒と熱交換を行う。熱交換が行われた空気は、ファン60を通り、吹出口86bから室内機110の外に吹き出される。吹き出される空気の向きは、フラップ83の位置によって変更することができる。 Air blower 70 creates an air flow to facilitate heat exchange by heat exchanger 82 . The air sucked in from the suction port 86a by the blower device 70 exchanges heat with the refrigerant flowing inside the heat exchanger tubes of the heat exchanger 82. The heat-exchanged air passes through the fan 60 and is blown out of the indoor unit 110 from the air outlet 86b. The direction of the blown air can be changed by changing the position of the flap 83.
(3)モータの構成
図3に示すように、モータ50は、ファン60の右端に配置される。モータ50は、主として、固定子10と、回転子20(界磁子)と、シャフト30と、を有する。モータ50は、アウターロータ型のモータである。
(3) Motor Configuration As shown in FIG. 3, the motor 50 is arranged at the right end of the fan 60. The motor 50 mainly includes a stator 10, a rotor 20 (field element), and a shaft 30. The motor 50 is an outer rotor type motor.
図3に示すように、モータ50は、固定子10の取付け足部19にシール部材87が巻かれた状態で、フレーム81に固定されている。また、モータ50は、封止部材88によって封止されている。 As shown in FIG. 3, the motor 50 is fixed to the frame 81 with a sealing member 87 wound around the mounting leg 19 of the stator 10. Further, the motor 50 is sealed by a sealing member 88.
以下の説明において、「軸方向」は、回転子20の回転軸31の方向である。「径方向」は、回転子20の回転軸31を中心とする径方向である。「周方向」は、回転子20の回転軸31を中心とする周方向である。 In the following description, the "axial direction" is the direction of the rotation axis 31 of the rotor 20. The “radial direction” is a radial direction centered on the rotating shaft 31 of the rotor 20. The “circumferential direction” is a circumferential direction centered on the rotating shaft 31 of the rotor 20.
(3-1)固定子
図3に示すように、固定子10は、回転子20の径方向内側に配置される。固定子10は、主として、固定子コア11と、コイル12と、インシュレータ13と、結線板14と、を有する。固定子10は、樹脂モールド加工により一体成型される。固定子10の内周部とシャフト30との間には、ベアリング15が配置されている。固定子10は、ベアリング15を介して、シャフト30を支持している。
(3-1) Stator As shown in FIG. 3, the stator 10 is arranged radially inside the rotor 20. The stator 10 mainly includes a stator core 11 , a coil 12 , an insulator 13 , and a connection plate 14 . The stator 10 is integrally molded by resin molding. A bearing 15 is arranged between the inner circumference of the stator 10 and the shaft 30. Stator 10 supports shaft 30 via bearing 15.
固定子コア11は、導電性を有する軟磁性体である鋼板が積層されて形成されている。固定子コア11は、複数のティースを有する。コイル12は、エナメル樹脂等の絶縁材料で被覆された銅線が、固定子コア11のティースに巻かれて形成されている。インシュレータ13は、絶縁性の樹脂材料により形成されている。インシュレータ13は、固定子コア11とコイル12との間に設けられている。インシュレータ13は、コイル12を流れる電流が固定子コア11に伝わらないように、固定子コア11とコイル12との間を絶縁している。固定子コア11は、軸方向に沿ってシャフト30が貫通するための貫通孔を有する。結線板14は、コイル12の巻始め、及び巻終わりの引出線に接続される。結線板14は、リード線を介して、外部電源等に接続される。 The stator core 11 is formed by laminating steel plates that are conductive soft magnetic materials. Stator core 11 has a plurality of teeth. The coil 12 is formed by winding a copper wire coated with an insulating material such as enamel resin around the teeth of the stator core 11. The insulator 13 is made of an insulating resin material. Insulator 13 is provided between stator core 11 and coil 12. The insulator 13 insulates between the stator core 11 and the coil 12 so that the current flowing through the coil 12 is not transmitted to the stator core 11. Stator core 11 has a through hole through which shaft 30 passes along the axial direction. The wiring board 14 is connected to the lead wires at the beginning and end of winding of the coil 12. The wiring board 14 is connected to an external power source or the like via a lead wire.
(3-2)回転子
図3に示すように、回転子20は、主として、ボンド磁石21と、連結部22と、バックヨーク23(軟磁性の部材)と、を有する。回転子20は、固定子10の径方向外側に配置される。
(3-2) Rotor As shown in FIG. 3, the rotor 20 mainly includes a bonded magnet 21, a connecting portion 22, and a back yoke 23 (soft magnetic member). The rotor 20 is arranged radially outward of the stator 10.
ボンド磁石21は、円筒状である。ボンド磁石21は、10極の極異方に配向されている。連結部22は、シャフト30と係合し、ボンド磁石21とシャフト30とを連結する。これにより、回転子20は、シャフト30と一体になって、固定子10の径方向外側を、回転軸31周りに回転する。ボンド磁石21と、連結部22とは、金型に、希土類系やフェライトの磁石粉末をプラスチックやゴム等のバインダーと混ぜた樹脂、を射出することにより、一体成型される。図4は、ボンド磁石21を射出成型する様子を示す図である。図4に示すように、ボンド磁石21を形成するための円筒状の金型21aに樹脂が射出される前に、円筒状の金型21aの径方向内側には、磁場配向用の永久磁石24が配置される。図4では、10個の永久磁石24が配置されている。また、図4では、それぞれの永久磁石24が発生させている磁場を示す磁力線25が描かれている。この状態で、約300℃の樹脂が円筒状の金型21aに(図4の手前から奥に向けて)射出される。その後、冷却によって樹脂が硬化することにより、10極の極異方に配向されたボンド磁石21が成型される。 Bonded magnet 21 has a cylindrical shape. The bonded magnet 21 is oriented with ten poles anisotropically. The connecting portion 22 engages with the shaft 30 and connects the bonded magnet 21 and the shaft 30. Thereby, the rotor 20 rotates around the rotation axis 31 on the radially outer side of the stator 10 integrally with the shaft 30. The bonded magnet 21 and the connecting portion 22 are integrally molded by injecting a resin made by mixing rare earth or ferrite magnet powder with a binder such as plastic or rubber into a mold. FIG. 4 is a diagram showing how the bonded magnet 21 is injection molded. As shown in FIG. 4, before the resin is injected into the cylindrical mold 21a for forming the bonded magnet 21, a permanent magnet 24 for magnetic field orientation is placed inside the cylindrical mold 21a in the radial direction. is placed. In FIG. 4, ten permanent magnets 24 are arranged. Further, in FIG. 4, lines of magnetic force 25 are drawn that indicate the magnetic fields generated by each permanent magnet 24. In this state, resin at about 300° C. is injected into the cylindrical mold 21a (from the front to the back in FIG. 4). Thereafter, the resin is hardened by cooling, thereby forming a bonded magnet 21 having ten poles oriented in polar anisotropy.
バックヨーク23は、回転子20の漏れ磁束を抑制する。バックヨーク23は、鉄を基材とする軟磁性材テープである。軟磁性材テープの厚みは、0.1mm以上1.0mm以下である。バックヨーク23は、ボンド磁石21と、連結部22とを一体成型した後、ボンド磁石21の外周面に接着することにより固定される。図5は、1極当たりのボンド磁石21とバックヨーク23とを示す断面図である。図5に示すように、ボンド磁石の径方向の厚みLmと、ボンド磁石の1極当たりの径方向内側の磁極面の円弧長Lsとは、Lm<Ls/2、を満たすように設計される。さらに条件を加えて、ボンド磁石21の径方向の厚みLmと、ボンド磁石21の1極当たりの径方向内側の磁極面の円弧長Lsと、バックヨーク23の径方向の厚みLyとが、Ly<Ls/2-Lm、を満たすように設計してもよい。 The back yoke 23 suppresses leakage magnetic flux of the rotor 20. The back yoke 23 is a soft magnetic tape made of iron as a base material. The thickness of the soft magnetic material tape is 0.1 mm or more and 1.0 mm or less. The back yoke 23 is fixed by integrally molding the bonded magnet 21 and the connecting portion 22 and then adhering it to the outer peripheral surface of the bonded magnet 21. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the bonded magnet 21 and back yoke 23 per pole. As shown in FIG. 5, the radial thickness Lm of the bonded magnet and the arc length Ls of the radially inner magnetic pole surface per pole of the bonded magnet are designed to satisfy Lm<Ls/2. . Further conditions are added such that the radial thickness Lm of the bonded magnet 21, the arc length Ls of the radially inner magnetic pole surface per pole of the bonded magnet 21, and the radial thickness Ly of the back yoke 23 are Ly It may be designed to satisfy <Ls/2−Lm.
(3-3)シャフト
シャフト30は、金属製の円柱状の部材である。図3に示すように、シャフト30は、軸方向の一方の端部においてファン60と連結され、軸方向の他方の端部において、回転子20と連結されている。
(3-3) Shaft The shaft 30 is a cylindrical member made of metal. As shown in FIG. 3, the shaft 30 is connected to the fan 60 at one end in the axial direction, and connected to the rotor 20 at the other end in the axial direction.
固定子10は、結線板14を介して外部からコイル12に供給される電力によって、回転子20を回転させるための磁場を発生させる。回転子20は、固定子10から発生する磁場によって回転する。回転子20に連結されるシャフト30は、軸方向に沿っている回転軸31を中心に回転する。モータ50は、シャフト30を支持しつつ、シャフト30を介して回転力をファン60に伝達する。これにより、モータ50は、回転軸31周りにファン60を回転させる。 The stator 10 generates a magnetic field for rotating the rotor 20 using electric power supplied to the coil 12 from the outside via the wiring board 14 . The rotor 20 is rotated by the magnetic field generated from the stator 10. A shaft 30 connected to the rotor 20 rotates around a rotating shaft 31 extending in the axial direction. The motor 50 supports the shaft 30 and transmits rotational force to the fan 60 via the shaft 30. Thereby, the motor 50 rotates the fan 60 around the rotating shaft 31.
(4)特徴
(4-1)
従来、回転子の漏れ磁束を抑制するために、磁石と、バックヨークとを一体成型する技術がある。
(4) Features (4-1)
Conventionally, in order to suppress magnetic flux leakage from a rotor, there is a technique of integrally molding a magnet and a back yoke.
従来の技術では、回転子の製造工程内に、バックヨークを付加する工程を組み込むことが必須となる。そのため、バックヨークを付加しなくても磁石の磁束の強さが十分である場合であっても、バックヨークを付加しないという選択をすることができない、という課題がある。 In the conventional technology, it is essential to incorporate a process of adding a back yoke into the manufacturing process of the rotor. Therefore, even if the strength of the magnetic flux of the magnet is sufficient even without adding the back yoke, there is a problem in that it is not possible to choose not to add the back yoke.
本実施形態の回転子20は、ボンド磁石21と、バックヨーク23と、を備える。ボンド磁石21は、円筒状である。ボンド磁石21は、一体成型される。図3に示すように、バックヨーク23は、ボンド磁石21の外周側に、一体成型後に取り付けられる。 The rotor 20 of this embodiment includes a bonded magnet 21 and a back yoke 23. Bonded magnet 21 has a cylindrical shape. Bonded magnet 21 is integrally molded. As shown in FIG. 3, the back yoke 23 is attached to the outer peripheral side of the bonded magnet 21 after integral molding.
本実施形態の回転子20は、バックヨーク23を一体成型後に取り付けることにより、ボンド磁石21の磁束の強さに応じて、バックヨーク23を付加するか否かを選択することができる。また、回転子20は、バックヨーク23を一体成型後に取り付けることにより、極異方配向が上手く実現できない(ラジアル配向となる)等のボンド磁石21とバックヨーク23とを一体成型することによる弊害を、回避することができる。 By attaching the back yoke 23 after integrally molding the rotor 20 of this embodiment, it is possible to select whether or not to add the back yoke 23 depending on the strength of the magnetic flux of the bonded magnets 21. In addition, by attaching the back yoke 23 after integrally molding the rotor 20, the disadvantages caused by integrally molding the bonded magnet 21 and the back yoke 23, such as not being able to successfully achieve polar anisotropic orientation (radial orientation), can be avoided. , can be avoided.
(4-2)
本実施形態の回転子20では、ボンド磁石21は、極異方に配向されている。その結果、回転子20は、トルクリプルを低減することができる。
(4-2)
In the rotor 20 of this embodiment, the bonded magnets 21 are oriented polar anisotropically. As a result, the rotor 20 can reduce torque ripple.
(4-3)
本実施形態の界磁子20は、回転子20である。回転子20は、固定子10の径方向外側に配置される。ボンド磁石21の径方向の厚みLmと、ボンド磁石21の1極当たりの径方向内側の磁極面の円弧長Lsとは、Lm<Ls/2、を満たす。
(4-3)
The field element 20 of this embodiment is a rotor 20. The rotor 20 is arranged radially outward of the stator 10. The radial thickness Lm of the bonded magnet 21 and the arc length Ls of the radially inner magnetic pole surface per pole of the bonded magnet 21 satisfy Lm<Ls/2.
(4-4)
本実施形態の界磁子20は、回転子20である。回転子20は、固定子10の径方向外側に配置される。ボンド磁石21の径方向の厚みLmと、ボンド磁石21の1極当たりの径方向内側の磁極面の円弧長Lsと、バックヨーク23の径方向の厚みLyとは、Ly<Ls/2-Lm、を満たす。
(4-4)
The field element 20 of this embodiment is a rotor 20. The rotor 20 is arranged radially outward of the stator 10. The radial thickness Lm of the bonded magnet 21, the arc length Ls of the radially inner magnetic pole surface per pole of the bonded magnet 21, and the radial thickness Ly of the back yoke 23 are as follows: Ly<Ls/2-Lm , satisfies.
(4-5)
本実施形態の回転子20では、バックヨーク23は、軟磁性材テープである。軟磁性材テープは、ボンド磁石21の外周面に接着することにより固定される。
(4-5)
In the rotor 20 of this embodiment, the back yoke 23 is a soft magnetic material tape. The soft magnetic material tape is fixed by adhering to the outer peripheral surface of the bonded magnet 21.
(4-6)
本実施形態の回転子20では、軟磁性材テープは、鉄を基材とする。
(4-6)
In the rotor 20 of this embodiment, the soft magnetic material tape is made of iron as a base material.
(4-7)
本実施形態の回転子20では、軟磁性材テープの厚みは、0.1mm以上1.0mm以下である。
(4-7)
In the rotor 20 of this embodiment, the thickness of the soft magnetic material tape is 0.1 mm or more and 1.0 mm or less.
(4-8)
本実施形態のモータ50は、回転子20と、固定子10と、を備える。固定子10は、回転子20の径方向内側に配置される。
(4-8)
The motor 50 of this embodiment includes a rotor 20 and a stator 10. The stator 10 is arranged radially inside the rotor 20.
(4-9)
本実施形態の送風装置70は、モータ50と、ファン60と、を備える。ファン60は、モータ50によって駆動される。
(4-9)
The air blower 70 of this embodiment includes a motor 50 and a fan 60. Fan 60 is driven by motor 50.
(4-10)
本実施形態の空気調和装置100は、送風装置70を備える。
(4-10)
The air conditioner 100 of this embodiment includes an air blower 70.
(4-11)
本実施形態の回転子20の製造方法は、ボンド磁石21と、バックヨーク23と、を用意する。ボンド磁石21は、円筒状である。ボンド磁石21は、一体成型される。回転子20の製造方法は、バックヨーク23を、ボンド磁石21の外周側に取り付ける。
(4-11)
In the method for manufacturing the rotor 20 of this embodiment, a bonded magnet 21 and a back yoke 23 are prepared. Bonded magnet 21 has a cylindrical shape. Bonded magnet 21 is integrally molded. In the method for manufacturing the rotor 20, the back yoke 23 is attached to the outer peripheral side of the bonded magnet 21.
(5)変形例
(5-1)変形例1A
本実施形態では、バックヨーク23は、鉄を基材とする軟磁性材テープであった。しかし、バックヨーク23は、SPCC(Steel Plate Cold Commercial)、又はSPCE(Steel Plate Cold Deep Drawn Extra)を基材としてもよい。このとき、バックヨーク23は、円筒状に絞り加工して、ボンド磁石21の外周側に取り付けられる。
(5) Modification (5-1) Modification 1A
In this embodiment, the back yoke 23 is a soft magnetic material tape based on iron. However, the back yoke 23 may be made of SPCC (Steel Plate Cold Commercial) or SPCE (Steel Plate Cold Deep Drawn Extra) as a base material. At this time, the back yoke 23 is drawn into a cylindrical shape and attached to the outer peripheral side of the bonded magnet 21.
また、バックヨーク23は、無方向性電磁鋼帯、又は方向性電磁鋼帯を基材としてもよい。このとき、バックヨーク23は、C字状に曲げ加工して、ボンド磁石21の外周側に取り付けられる。 Further, the back yoke 23 may be made of a non-oriented electromagnetic steel strip or a grain-oriented electromagnetic steel strip. At this time, the back yoke 23 is bent into a C-shape and attached to the outer peripheral side of the bonded magnet 21.
図6及び図7は、C字状のバックヨーク23の一例を示す図である。図6及び図7は、ボンド磁石21をファン60の端部に設けたモータ50の例であり、そのボンド磁石21にC字状のバックヨーク23を固定している。図6に示すように、C字状のバックヨーク23は、自然長でボンド磁石21の外径よりもわずかに小さい内径とし、C字形状が拡がるときのスプリング復元力による締まり嵌めにより固定してもよい。このとき、図7に示すように、C字状のバックヨーク23は、ボンド磁石21の外周側に、固定されることになる。また、C字状のバックヨーク23は、ボンド磁石21の外周側に、周方向の両端を接合した状態で、テープにより固定してもよい。また、C字状のバックヨーク23は、ボンド磁石21の外周側に、周方向の両端に設けられた引掛け部を、互いに引掛けることにより固定してもよい。また、C字状のバックヨーク23は、ボンド磁石21の外周側に、重ね合わせて溶接することにより固定してもよい。また、C字状のバックヨーク23は、ボンド磁石21の外周側に、重ね合わせて圧接することにより固定してもよい。また、C字状のバックヨーク23は、ボンド磁石21の外周側に、重ね合わせて超音波溶着することにより固定してもよい。 6 and 7 are diagrams showing an example of the C-shaped back yoke 23. 6 and 7 show an example of a motor 50 in which a bonded magnet 21 is provided at the end of a fan 60, and a C-shaped back yoke 23 is fixed to the bonded magnet 21. As shown in FIG. 6, the C-shaped back yoke 23 has an inner diameter slightly smaller than the outer diameter of the bonded magnet 21 at its natural length, and is fixed by tight fitting due to the spring restoring force when the C-shape expands. Good too. At this time, as shown in FIG. 7, the C-shaped back yoke 23 is fixed to the outer peripheral side of the bonded magnet 21. Further, the C-shaped back yoke 23 may be fixed to the outer circumferential side of the bonded magnet 21 with tape, with both circumferential ends joined. Further, the C-shaped back yoke 23 may be fixed by hooking hook portions provided at both circumferential ends on the outer circumferential side of the bonded magnet 21 to each other. Further, the C-shaped back yoke 23 may be fixed to the outer peripheral side of the bonded magnet 21 by overlapping and welding. Further, the C-shaped back yoke 23 may be fixed to the outer circumferential side of the bonded magnet 21 by overlapping and press-contacting it. Further, the C-shaped back yoke 23 may be fixed to the outer peripheral side of the bonded magnet 21 by superimposing and ultrasonically welding the same.
C字状、又は円筒状のバックヨーク23は、ボンド磁石21の外周側に、重ね合わせて接着することにより固定してもよい。また、C字状、又は円筒状のバックヨーク23は、ボンド磁石21の外周側に、バックヨーク23の内周面に設けられた凸部と、ボンド磁石21の外周面に設けられた凹部とを勘合することにより固定してもよい。また、C字状、又は円筒状のバックヨーク23は、ボンド磁石21の外周側に、冷却されたボンド磁石21に、常温のバックヨーク23を被せる冷やし嵌めにより固定してもよい。また、C字状、又は円筒状のバックヨーク23は、ボンド磁石21の外周側に、常温のボンド磁石21に、加熱されたバックヨーク23を被せる焼き嵌めにより固定してもよい。また、C字状、又は円筒状のバックヨーク23は、ボンド磁石21の外周側に、ボンド磁石21の磁力により固定してもよい。 The C-shaped or cylindrical back yoke 23 may be fixed to the outer peripheral side of the bonded magnet 21 by overlapping and bonding. Further, the C-shaped or cylindrical back yoke 23 has a convex portion provided on the inner circumferential surface of the back yoke 23 and a recessed portion provided on the outer circumferential surface of the bonded magnet 21 on the outer circumferential side of the bonded magnet 21. It may be fixed by fitting. Further, the C-shaped or cylindrical back yoke 23 may be fixed to the outer peripheral side of the bonded magnet 21 by cold fitting in which the cooled bonded magnet 21 is covered with the back yoke 23 at room temperature. Further, the C-shaped or cylindrical back yoke 23 may be fixed to the outer peripheral side of the bonded magnet 21 by shrink fitting in which the heated back yoke 23 is placed over the bonded magnet 21 at room temperature. Further, the C-shaped or cylindrical back yoke 23 may be fixed to the outer peripheral side of the bonded magnet 21 by the magnetic force of the bonded magnet 21.
(5-2)変形例1B
本実施形態のモータ50の製造方法は、一体成型された円筒状のボンド磁石21と、バックヨーク23と、を用意した。バックヨーク23は、ボンド磁石21の外周側に取り付けた。しかし、モータ50の製造方法は、所定の磁束の強さが得られるときは、ボンド磁石21を取り付け、所定の磁束の強さが得られないときは、バックヨーク23を外周側に取り付けたボンド磁石21、を取り付けてもよい。
(5-2) Modification 1B
In the method for manufacturing the motor 50 of this embodiment, a cylindrical bonded magnet 21 and a back yoke 23 that are integrally molded are prepared. The back yoke 23 was attached to the outer peripheral side of the bonded magnet 21. However, in the manufacturing method of the motor 50, when a predetermined magnetic flux strength is obtained, the bonded magnet 21 is attached, and when the predetermined magnetic flux strength is not obtained, the back yoke 23 is attached to the outer circumferential side. A magnet 21 may also be attached.
その結果、モータ50の製造方法は、ボンド磁石21の磁束の強さに応じて、バックヨーク23を付加するか否かを選択することができる。 As a result, the method for manufacturing the motor 50 can select whether or not to add the back yoke 23 depending on the strength of the magnetic flux of the bonded magnets 21.
(5-3)変形例1C
本実施形態では、回転子20は、アウターロータ型のモータが採用される、室内機110の送風装置70において、ファン60を駆動するために用いられた。しかし、回転子20は、アウターロータ型のモータが採用される、室外機120の送風装置、空気清浄機の送風装置、及び扇風機等において、ファンを駆動するために用いられてもよい。
(5-3) Modification example 1C
In this embodiment, the rotor 20 is used to drive the fan 60 in the blower device 70 of the indoor unit 110, which employs an outer rotor type motor. However, the rotor 20 may be used to drive a fan in a blower device of the outdoor unit 120, a blower device of an air cleaner, an electric fan, etc., in which an outer rotor type motor is employed.
(5-4)
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
(5-4)
Although the embodiments of the present disclosure have been described above, it will be understood that various changes in form and details can be made without departing from the spirit and scope of the present disclosure as described in the claims. .
10 固定子
20 回転子(界磁子)
21 ボンド磁石
23 バックヨーク(軟磁性の部材)
50 モータ
60 ファン
70 送風装置
100 空気調和装置(冷凍サイクル装置)
10 Stator 20 Rotor (field element)
21 Bonded magnet 23 Back yoke (soft magnetic member)
50 Motor 60 Fan 70 Air blower 100 Air conditioner (refrigeration cycle device)
Claims (18)
前記ボンド磁石の外周側に、一体成型後に取り付けられた軟磁性の部材(23)と、
を備える、
界磁子(20)。 an integrally molded cylindrical bonded magnet (21);
a soft magnetic member (23) attached to the outer peripheral side of the bonded magnet after integral molding;
Equipped with
Field magnet (20).
請求項1に記載の界磁子(20)。 the bonded magnet is polar anisotropically oriented;
The field element (20) according to claim 1.
前記ボンド磁石の径方向の厚みLmと、前記ボンド磁石の1極当たりの径方向内側の磁極面の円弧長Lsとは、Lm<Ls/2、を満たす、
請求項2に記載の界磁子(20)。 The field element is a rotor (20) arranged radially outside the stator,
The radial thickness Lm of the bonded magnet and the arc length Ls of the radially inner magnetic pole surface per pole of the bonded magnet satisfy Lm<Ls/2.
The field element (20) according to claim 2.
前記ボンド磁石の径方向の厚みLmと、前記ボンド磁石の1極当たりの径方向内側の磁極面の円弧長Lsと、前記軟磁性の部材の径方向の厚みLyとは、Ly<Ls/2-Lm、を満たす、
請求項2に記載の界磁子(20)。 The field element is a rotor (20) arranged radially outside the stator,
The radial thickness Lm of the bonded magnet, the arc length Ls of the radially inner magnetic pole surface per pole of the bonded magnet, and the radial thickness Ly of the soft magnetic member are such that Ly<Ls/2 -Lm, satisfies
The field element (20) according to claim 2.
前記軟磁性材テープは、前記ボンド磁石の外周面に接着することにより固定される、
請求項1から4のいずれか1項に記載の界磁子(20)。 The soft magnetic member is a soft magnetic material tape,
The soft magnetic material tape is fixed by adhering to the outer peripheral surface of the bonded magnet.
A field element (20) according to any one of claims 1 to 4.
請求項5に記載の界磁子(20)。 The soft magnetic material tape is made of iron as a base material.
The field element (20) according to claim 5.
請求項5に記載の界磁子(20)。 The thickness of the soft magnetic material tape is 0.1 mm or more and 1.0 mm or less,
The field element (20) according to claim 5.
請求項1から4のいずれか1項に記載の界磁子(20)。 The soft magnetic member is made of SPCC (Steel Plate Cold Commercial) or SPCE (Steel Plate Cold Deep Drawn Extra),
A field element (20) according to any one of claims 1 to 4.
請求項1から4のいずれか1項に記載の界磁子(20)。 The soft magnetic member is based on a non-oriented electromagnetic steel strip or a grain-oriented electromagnetic steel strip,
A field element (20) according to any one of claims 1 to 4.
請求項1から4のいずれか1項に記載の界磁子(20)。 The soft magnetic member is a C-shaped or cylindrical member,
A field element (20) according to any one of claims 1 to 4.
復元力による締まり嵌めにより固定される、又は、
周方向の両端を接合した状態で、テープにより固定される、又は、
周方向の両端に設けられた引掛け部を、互いに引掛けることにより固定される、又は、
重ね合わせて溶接することにより固定される、又は、
重ね合わせて圧接することにより固定される、又は、
重ね合わせて超音波溶着することにより固定される、
請求項10に記載の界磁子(20)。 The C-shaped soft magnetic member is arranged on the outer peripheral side of the bonded magnet.
fixed by a restoring force interference fit, or
Fixed with tape with both circumferential ends joined, or
Fixed by hooking hooks provided at both ends in the circumferential direction to each other, or
fixed by overlapping and welding, or
fixed by overlapping and pressing together, or
Fixed by overlapping and ultrasonic welding,
The field element (20) according to claim 10.
重ね合わせて接着することにより固定される、又は、
前記軟磁性の部材の内周面に設けられた凸部と、前記ボンド磁石の外周面に設けられた凹部とを勘合することにより固定される、又は、
冷却された前記ボンド磁石に、常温の前記軟磁性の部材を被せる冷やし嵌めにより固定される、又は、
常温の前記ボンド磁石に、加熱された前記軟磁性の部材を被せる焼き嵌めにより固定される、又は、
前記ボンド磁石の磁力により固定される、
請求項10に記載の界磁子(20)。 The C-shaped or cylindrical soft magnetic member is arranged on the outer peripheral side of the bonded magnet,
fixed by overlapping and gluing, or
fixed by fitting a convex portion provided on the inner circumferential surface of the soft magnetic member and a concave portion provided on the outer circumferential surface of the bonded magnet, or
fixed by cold fitting in which the soft magnetic member at room temperature is placed over the cooled bonded magnet, or
Fixed by shrink fitting, in which the heated soft magnetic member is placed over the bonded magnet at room temperature, or
fixed by the magnetic force of the bonded magnet,
The field element (20) according to claim 10.
前記界磁子の径方向内側に配置される固定子(10)と、
を備える、
モータ(50)。 The field element (20) according to any one of claims 1 to 4,
a stator (10) disposed radially inside the field element;
Equipped with
Motor (50).
前記モータによって駆動されるファン(60)と、
を備える、
送風装置(70)。 A motor (50) according to claim 13;
a fan (60) driven by the motor;
Equipped with
Air blower (70).
を備える、
冷凍サイクル装置(100)。 A blower device (70) according to claim 14,
Equipped with
Refrigeration cycle device (100).
軟磁性の部材(23)と、
を用意し、
前記軟磁性の部材を、前記ボンド磁石の外周側に取り付ける、
界磁子(20)の製造方法。 an integrally molded cylindrical bonded magnet (21);
a soft magnetic member (23);
Prepare
attaching the soft magnetic member to the outer peripheral side of the bonded magnet;
Method for manufacturing a field element (20).
軟磁性の部材(23)と、
を用意し、
所定の磁束の強さが得られるときは、前記ボンド磁石を取り付け、
所定の磁束の強さが得られないときは、前記軟磁性の部材を外周側に取り付けた前記ボンド磁石、を取り付ける、
モータ(50)。 an integrally molded cylindrical bonded magnet (21);
a soft magnetic member (23);
Prepare
When a predetermined magnetic flux strength is obtained, attach the bonded magnet,
When a predetermined magnetic flux strength cannot be obtained, attaching the bonded magnet with the soft magnetic member attached to the outer circumferential side;
Motor (50).
軟磁性の部材(23)と、
を用意し、
所定の磁束の強さが得られるときは、前記ボンド磁石を取り付け、
所定の磁束の強さが得られないときは、前記軟磁性の部材を外周側に取り付けた前記ボンド磁石、を取り付ける、
モータ(50)の製造方法。 an integrally molded cylindrical bonded magnet (21);
a soft magnetic member (23);
Prepare
When a predetermined magnetic flux strength is obtained, attach the bonded magnet,
When a predetermined magnetic flux strength cannot be obtained, attaching the bonded magnet with the soft magnetic member attached to the outer circumferential side;
A method for manufacturing a motor (50).
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