回転電機の回転子
【課題】組み立てがし易く、磁気特性が良好、且つ回転電機の特性向上にともなう、回転子の高速化に耐えうる強固な保持力を有する構造を提供する。
【解決手段】鋼板を積層した回転コア２０と、回転コア２０に設けた永久磁石２１を備える回転機の回転子８において、外周から内方に向かって窪む回転コア２０に設けた永久磁石２１を取り付ける磁石取付け凹溝２５と、磁石取付け凹溝２５に存在する永久磁石２１を外周側から支える磁石支部材２２を有し、回転コア２１の軸方向両端側に固定コア２３を設けた。
【解決手段】鋼板を積層した回転コア２０と、回転コア２０に設けた永久磁石２１を備える回転機の回転子８において、外周から内方に向かって窪む回転コア２０に設けた永久磁石２１を取り付ける磁石取付け凹溝２５と、磁石取付け凹溝２５に存在する永久磁石２１を外周側から支える磁石支部材２２を有し、回転コア２１の軸方向両端側に固定コア２３を設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石を備える回転電機の回転子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石を備える回転電機の回転子は、例えば、特許文献１，特許文献２に記載されている。特許文献１，２に示される回転電機の回転子は、電磁鋼板を積層した回転コアと、回転コアに形成されている磁石挿入穴に埋め込んだ永久磁石を有する構造をしている。
【０００３】
この永久磁石を備えた電動機は近年、家庭電器品に多く用いられる。洗濯乾燥機では送風機の駆動用として永久磁石の電動機が使用される。送風機は、高速かつ高圧の送風が要求されるため電動機の回転数は１００００〜２００００ｒ／minに達する。また、永久磁石の電動機には高効率、高出力といった高い性能と、製品本体のコンパクト化に合わせ小型化が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２１９９４４号公報
【特許文献２】特開２００８−２３６８６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
永久磁石を備える電動機（回転電機）の回転子では、上記特許文献１，２にも示されているように回転コアに設けた挿入穴に永久磁石を埋め込む構成が多く採用されている。高速回転での遠心力に耐えるのに挿入穴に永久磁石を埋め込む構成は好適である。
【０００６】
しかし、磁気特性や組み立て性では不利な面がある。回転コアの挿入穴に永久磁石を差し込む組み立では、焼結形成された永久磁石に損傷（欠け，折れ）が生じないようにしなければならない。差し込みがし易いように挿入穴を大きめにすると、永久磁石と挿入穴との間に隙間ができ、磁束の流れが悪くなる。
【０００７】
また、永久磁石が埋め込まれた挿入穴は回転コアの外周のところが閉じられているので磁束漏れにより磁気特性が低下する。例えば、永久磁石として、フェライト永久磁石を用いた場合は、ネオジ永久磁石に比べて透磁率が低いため、磁束漏れの影響がより大きくなる。
【０００８】
特に、洗濯乾燥機の送風機等に利用される場合、電動機を高速で回転させるため、回転子の遠心力に負けない永久磁石の保持力も求められる。
【０００９】
上記の課題に鑑み、本発明は、組み立てがし易く、磁気特性が良好な回転電機の回転子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、鋼板を積層した回転コアと、前記回転コアに設けた永久磁石を備える回転機の回転子において、外周から内方に向かって窪む前記回転コアに設けた前記永久磁石を取り付ける磁石取付け凹溝と、前記磁石取付け凹溝に存在する前記永久磁石を外周側から支える磁石支部材を有し、前記回転コアの軸方向両端側に固定コアを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、外周から内方に向かって窪む回転コアに設けた磁石取付け凹溝に永久磁石を取り付け、その永久磁石を磁石支部材で外周側から支えるようにしたので、組み立てがし易い。また、磁石支部材が永久磁石を介して回転コアとはつながらずに離間しているので、磁束漏れが生じず、磁気特性が良好となり、回転電機が高速で運転されても永久磁石と鋼板を積層した磁石支部材が強固に保持される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る電動機（回転電機）を組み込んだ送風機の断面図である。
【図２】本発明の実施例に係るもので、回転電機の回転子の斜視図である。
【図３】本発明の実施例に係るもので、回転電機の回転子を分解して示した展開斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
まず、図１に示す送風機について述べる。この送風機は、ドラム式洗濯乾燥機に備える乾燥装置に用いられているが、ドラム式ではない所謂縦型洗濯乾燥機や、洗濯機能を持たない衣類乾燥機にも適用できる。この種の乾燥装置では高速かつ高圧の送風が要求され、電動機の回転数は１００００〜２００００ｒ／minに達する。これに加え、騒音が少なく、高効率，高出力，小型化が求められるため、永久磁石の電動機を駆動源として採用するのが多い。
【００１４】
さて、送風機は電動機（回転電機）１と送風部２を有する。送風部２は、遠心ファン３と、遠心ファン３が収まるファンケーシング４を有する。ファンケーシング４は、遠心ファン３の中央に向くところに設けた吸込口５と、ファンケーシング４の外周側に設けた吐出口６を有する。遠心ファン３は電動機（回転電機）１の回転軸７に固定支持され、１００００〜２００００ｒ／minの高速回転で駆動される。この高速回転により、吸込口５から吸引された空気は遠心ファン３で加圧され、吐出口６から勢いよく送風される。
【００１５】
電動機（回転電機）１は、図１に示すように、回転子８と、固定子９と、ハウジング１０Ａ，１０Ｂと、回転軸７を回転自在に支持する軸受１１Ａ，１１Ｂを有する。ここで電動機（回転電機）１の回転子８について、図２，図３を引用して説明する。
【００１６】
電動機（回転電機）１の回転子８は、電磁鋼板等の鋼板を積層した回転コア２０と、永久磁石２１と、電磁鋼板等の鋼板を積層した磁石支部材２２と、電磁鋼板等の鋼板を用いた固定コア板２３を有する。ここで、磁石支部材２２は、永久磁石２１を介して、回転コア２０と離間している。また、回転コア２０および固定コア板２３は中心に軸挿入穴２４を有し、この軸挿入穴２４に回転軸７が圧入される。回転軸７は、外周にステーキング加工が施され、回転コア２０と回転軸７との回り止めになっている。磁石支部材２２は永久磁石２１の固定子９への磁路となる。永久磁石２１は低透磁率材を用いたフェライト永久磁石である。高透磁率材のネオジ永久磁石を用いてもよい。
【００１７】
次に、図３に示すように、回転コア２０は外周から内方に向かって窪む磁石取付け凹溝２５を有する。この磁石取付け凹溝２５はＶ字形状であるが、回転コア２０の外周側から内側に向かって狭まる形状であれば、Ｕ字形状，円弧形状を含む種々の形状を採用できる。永久磁石２１は磁石取付け凹溝２５に嵌合するＶ字形状で、厚みは底部から先端部に亘り同じ寸法にしているが変えることも可能である。
【００１８】
磁石支部材２２は永久磁石２１の外周側に嵌合するようにＶ字形状をしているが、外周は円弧形状になっている。永久磁石２１は、磁石取付け凹溝２５との接合面および磁石支部材２２との接合面に接着剤（図示せず）を塗布してもよい。永久磁石２１は磁石取付け凹溝２５および磁石支部材２２と隙間なく接合するので、磁束の流れが良好になる。
【００１９】
磁石取付け凹溝２５は、回転コア２０の外周側から内側に向かって狭まる形状にしたので、永久磁石２１を回転コア２０の外周側から嵌め込む簡単な組み立てができる。永久磁石２１の外周面側は、磁石取付け凹溝２５と同様に外周側から内側に向かって狭まる形状になっているので、磁石支部材２２を永久磁石２１の外周側から嵌め込む簡単な組み立てができる。
【００２０】
また、この組み立ては、回転コアの挿入穴に永久磁石を差し込む組み立とは違うので永久磁石の損傷（欠け，折れ）が生じる恐れがない。
【００２１】
固定コア板２３は、回転コア２０の軸方向両端側および軸方向中間に設けられ、回転コア２０，磁石支部材２２，永久磁石２１を軸方向に挟持する。そして、固定コア板２３と磁石支部材２２に設けた通穴２６Ａ，２６Ｂに鋼の支棒体（図示せず）を挿入し、支棒体が脱落しないように固定コア板２３の外側端面で支棒体をカシメる。
【００２２】
このような構成により、永久磁石２１は磁石支部材２２によって外周から支えられ、磁石支部材２２は支棒体によって固定コア板２３に支えられるので、永久磁石２１と磁石支部材２２は回転子８が１００００〜２００００ｒ／minの高速回転で回る遠心力に飛ばされずに支えられる。
【００２３】
また、回転子の軸方向両端側および中間に設ける固定コア板２３の枚数は、必要に応じ、任意とし、中間に設ける固定コア板２３の挿入箇所、挿入数量も必要に応じ、任意とする。
【００２４】
このため、磁束漏れが生じず、磁気特性が良好になり、電動機の性能を向上させるため、回転子の軸方向への寸法延長、および回転子の更なる回転数アップによる遠心力にも耐えられる構造とすることができる。
【００２５】
すなわち、永久磁石２１の両端外周側は特許文献１，２に記載された電動機とは異なり、積層された電磁鋼板で包まれない開放された構成であるので磁束漏れが生じず、低透磁率材を用いたフェライト永久磁石でも高速回転による遠心力にも耐える強力な保持力を備えた回転子を有する電動機を提供できる。
【００２６】
また、上記実施例では、軸方向両端側および中間に設ける固定コア板の大きさや形状が回転コア，永久磁石，磁石支部材と同じにしているが、違う形状や大きさにすることも可能である。
【符号の説明】
【００２７】
７ 回転軸
８ 回転子
２０ 回転コア
２１ 永久磁石
２２ 磁石支部材
２３ 固定コア板
２４ 軸挿入穴
２５ 磁石取付け凹溝
２６Ａ，２６Ｂ 通穴
３０ コア挟持部
３１ 磁石支部材挟持部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石を備える回転電機の回転子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石を備える回転電機の回転子は、例えば、特許文献１，特許文献２に記載されている。特許文献１，２に示される回転電機の回転子は、電磁鋼板を積層した回転コアと、回転コアに形成されている磁石挿入穴に埋め込んだ永久磁石を有する構造をしている。
【０００３】
この永久磁石を備えた電動機は近年、家庭電器品に多く用いられる。洗濯乾燥機では送風機の駆動用として永久磁石の電動機が使用される。送風機は、高速かつ高圧の送風が要求されるため電動機の回転数は１００００〜２００００ｒ／minに達する。また、永久磁石の電動機には高効率、高出力といった高い性能と、製品本体のコンパクト化に合わせ小型化が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２１９９４４号公報
【特許文献２】特開２００８−２３６８６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
永久磁石を備える電動機（回転電機）の回転子では、上記特許文献１，２にも示されているように回転コアに設けた挿入穴に永久磁石を埋め込む構成が多く採用されている。高速回転での遠心力に耐えるのに挿入穴に永久磁石を埋め込む構成は好適である。
【０００６】
しかし、磁気特性や組み立て性では不利な面がある。回転コアの挿入穴に永久磁石を差し込む組み立では、焼結形成された永久磁石に損傷（欠け，折れ）が生じないようにしなければならない。差し込みがし易いように挿入穴を大きめにすると、永久磁石と挿入穴との間に隙間ができ、磁束の流れが悪くなる。
【０００７】
また、永久磁石が埋め込まれた挿入穴は回転コアの外周のところが閉じられているので磁束漏れにより磁気特性が低下する。例えば、永久磁石として、フェライト永久磁石を用いた場合は、ネオジ永久磁石に比べて透磁率が低いため、磁束漏れの影響がより大きくなる。
【０００８】
特に、洗濯乾燥機の送風機等に利用される場合、電動機を高速で回転させるため、回転子の遠心力に負けない永久磁石の保持力も求められる。
【０００９】
上記の課題に鑑み、本発明は、組み立てがし易く、磁気特性が良好な回転電機の回転子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、鋼板を積層した回転コアと、前記回転コアに設けた永久磁石を備える回転機の回転子において、外周から内方に向かって窪む前記回転コアに設けた前記永久磁石を取り付ける磁石取付け凹溝と、前記磁石取付け凹溝に存在する前記永久磁石を外周側から支える磁石支部材を有し、前記回転コアの軸方向両端側に固定コアを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、外周から内方に向かって窪む回転コアに設けた磁石取付け凹溝に永久磁石を取り付け、その永久磁石を磁石支部材で外周側から支えるようにしたので、組み立てがし易い。また、磁石支部材が永久磁石を介して回転コアとはつながらずに離間しているので、磁束漏れが生じず、磁気特性が良好となり、回転電機が高速で運転されても永久磁石と鋼板を積層した磁石支部材が強固に保持される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る電動機（回転電機）を組み込んだ送風機の断面図である。
【図２】本発明の実施例に係るもので、回転電機の回転子の斜視図である。
【図３】本発明の実施例に係るもので、回転電機の回転子を分解して示した展開斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
まず、図１に示す送風機について述べる。この送風機は、ドラム式洗濯乾燥機に備える乾燥装置に用いられているが、ドラム式ではない所謂縦型洗濯乾燥機や、洗濯機能を持たない衣類乾燥機にも適用できる。この種の乾燥装置では高速かつ高圧の送風が要求され、電動機の回転数は１００００〜２００００ｒ／minに達する。これに加え、騒音が少なく、高効率，高出力，小型化が求められるため、永久磁石の電動機を駆動源として採用するのが多い。
【００１４】
さて、送風機は電動機（回転電機）１と送風部２を有する。送風部２は、遠心ファン３と、遠心ファン３が収まるファンケーシング４を有する。ファンケーシング４は、遠心ファン３の中央に向くところに設けた吸込口５と、ファンケーシング４の外周側に設けた吐出口６を有する。遠心ファン３は電動機（回転電機）１の回転軸７に固定支持され、１００００〜２００００ｒ／minの高速回転で駆動される。この高速回転により、吸込口５から吸引された空気は遠心ファン３で加圧され、吐出口６から勢いよく送風される。
【００１５】
電動機（回転電機）１は、図１に示すように、回転子８と、固定子９と、ハウジング１０Ａ，１０Ｂと、回転軸７を回転自在に支持する軸受１１Ａ，１１Ｂを有する。ここで電動機（回転電機）１の回転子８について、図２，図３を引用して説明する。
【００１６】
電動機（回転電機）１の回転子８は、電磁鋼板等の鋼板を積層した回転コア２０と、永久磁石２１と、電磁鋼板等の鋼板を積層した磁石支部材２２と、電磁鋼板等の鋼板を用いた固定コア板２３を有する。ここで、磁石支部材２２は、永久磁石２１を介して、回転コア２０と離間している。また、回転コア２０および固定コア板２３は中心に軸挿入穴２４を有し、この軸挿入穴２４に回転軸７が圧入される。回転軸７は、外周にステーキング加工が施され、回転コア２０と回転軸７との回り止めになっている。磁石支部材２２は永久磁石２１の固定子９への磁路となる。永久磁石２１は低透磁率材を用いたフェライト永久磁石である。高透磁率材のネオジ永久磁石を用いてもよい。
【００１７】
次に、図３に示すように、回転コア２０は外周から内方に向かって窪む磁石取付け凹溝２５を有する。この磁石取付け凹溝２５はＶ字形状であるが、回転コア２０の外周側から内側に向かって狭まる形状であれば、Ｕ字形状，円弧形状を含む種々の形状を採用できる。永久磁石２１は磁石取付け凹溝２５に嵌合するＶ字形状で、厚みは底部から先端部に亘り同じ寸法にしているが変えることも可能である。
【００１８】
磁石支部材２２は永久磁石２１の外周側に嵌合するようにＶ字形状をしているが、外周は円弧形状になっている。永久磁石２１は、磁石取付け凹溝２５との接合面および磁石支部材２２との接合面に接着剤（図示せず）を塗布してもよい。永久磁石２１は磁石取付け凹溝２５および磁石支部材２２と隙間なく接合するので、磁束の流れが良好になる。
【００１９】
磁石取付け凹溝２５は、回転コア２０の外周側から内側に向かって狭まる形状にしたので、永久磁石２１を回転コア２０の外周側から嵌め込む簡単な組み立てができる。永久磁石２１の外周面側は、磁石取付け凹溝２５と同様に外周側から内側に向かって狭まる形状になっているので、磁石支部材２２を永久磁石２１の外周側から嵌め込む簡単な組み立てができる。
【００２０】
また、この組み立ては、回転コアの挿入穴に永久磁石を差し込む組み立とは違うので永久磁石の損傷（欠け，折れ）が生じる恐れがない。
【００２１】
固定コア板２３は、回転コア２０の軸方向両端側および軸方向中間に設けられ、回転コア２０，磁石支部材２２，永久磁石２１を軸方向に挟持する。そして、固定コア板２３と磁石支部材２２に設けた通穴２６Ａ，２６Ｂに鋼の支棒体（図示せず）を挿入し、支棒体が脱落しないように固定コア板２３の外側端面で支棒体をカシメる。
【００２２】
このような構成により、永久磁石２１は磁石支部材２２によって外周から支えられ、磁石支部材２２は支棒体によって固定コア板２３に支えられるので、永久磁石２１と磁石支部材２２は回転子８が１００００〜２００００ｒ／minの高速回転で回る遠心力に飛ばされずに支えられる。
【００２３】
また、回転子の軸方向両端側および中間に設ける固定コア板２３の枚数は、必要に応じ、任意とし、中間に設ける固定コア板２３の挿入箇所、挿入数量も必要に応じ、任意とする。
【００２４】
このため、磁束漏れが生じず、磁気特性が良好になり、電動機の性能を向上させるため、回転子の軸方向への寸法延長、および回転子の更なる回転数アップによる遠心力にも耐えられる構造とすることができる。
【００２５】
すなわち、永久磁石２１の両端外周側は特許文献１，２に記載された電動機とは異なり、積層された電磁鋼板で包まれない開放された構成であるので磁束漏れが生じず、低透磁率材を用いたフェライト永久磁石でも高速回転による遠心力にも耐える強力な保持力を備えた回転子を有する電動機を提供できる。
【００２６】
また、上記実施例では、軸方向両端側および中間に設ける固定コア板の大きさや形状が回転コア，永久磁石，磁石支部材と同じにしているが、違う形状や大きさにすることも可能である。
【符号の説明】
【００２７】
７ 回転軸
８ 回転子
２０ 回転コア
２１ 永久磁石
２２ 磁石支部材
２３ 固定コア板
２４ 軸挿入穴
２５ 磁石取付け凹溝
２６Ａ，２６Ｂ 通穴
３０ コア挟持部
３１ 磁石支部材挟持部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板を積層した回転コアと、前記回転コアに設けた永久磁石を備える回転機の回転子において、外周から内方に向かって窪む前記回転コアに設けた前記永久磁石を取り付ける磁石取付け凹溝と、前記磁石取付け凹溝に存在する前記永久磁石を外周側から支える磁石支部材を有し、前記回転コアの軸方向両端側に前記回転コアを挟持する固定コアを設けたことを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項２】
請求項１記載の回転電機の回転子において、
前記回転コアの軸方向両端側に加えて、回転子の中間にも固定コアを設けたことを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項３】
請求項１記載の回転電機の回転子において、
前記回転コアの軸方向両端側に設けられる固定コアの間にも、別の複数の固定コアを有することを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項１】
鋼板を積層した回転コアと、前記回転コアに設けた永久磁石を備える回転機の回転子において、外周から内方に向かって窪む前記回転コアに設けた前記永久磁石を取り付ける磁石取付け凹溝と、前記磁石取付け凹溝に存在する前記永久磁石を外周側から支える磁石支部材を有し、前記回転コアの軸方向両端側に前記回転コアを挟持する固定コアを設けたことを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項２】
請求項１記載の回転電機の回転子において、
前記回転コアの軸方向両端側に加えて、回転子の中間にも固定コアを設けたことを特徴とする回転電機の回転子。
【請求項３】
請求項１記載の回転電機の回転子において、
前記回転コアの軸方向両端側に設けられる固定コアの間にも、別の複数の固定コアを有することを特徴とする回転電機の回転子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−９０５１５（Ｐ２０１３−９０５１５Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３１２３２（Ｐ２０１１−２３１２３２）
【出願日】平成２３年１０月２１日（２０１１．１０．２１）
【出願人】（３９９０４８９１７）日立アプライアンス株式会社 (3,043)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２１日（２０１１．１０．２１）
【出願人】（３９９０４８９１７）日立アプライアンス株式会社 (3,043)
【Ｆターム（参考）】
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