JPH10127007A - 回転機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、外部との接続部の組立性がよ
く、信頼性の高い回転機を提供することにある。 【解決手段】回転機は、ロータ１と、このロータ１を回
転可能に支持するケーシング７と、このケーシング７の
内側に固定されたステータ６とから構成されている。一
方、接続用コネクタユニット１０は、ステータ６のステ
ータコイルの配線と結合される接続用端子９が一体的に
成形されており、また、ケーシング７の内壁と係合する
係止爪とを有している。この接続用コネクタユニット１
０の係止爪をケーシング７の内壁に係合して、接続用コ
ネクタユニット１０をケーシング７に固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転機に係り、特
に、ブラシレスモータ等の小型回転機に適用するに好適
な回転機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の小型の回転機においては、例え
ば、特開平８−５１７４４号公報に記載のように、外部
との電気的接続をするために、防水用ゴムブーツ内にリ
ード線を通したものが用いられている。なお、同公報に
明示はないが、リード線の他端には、外部電源接続用コ
ネクタが接続されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
８−５１７４４号公報に記載のように、防水用ゴムブー
ツを用いてリード線を回転機本体に取り付ける方法で
は、リード線が外れ易く、電気的接続の信頼性の低いも
のである。

【０００４】また、リード線を半田付けやかしめによ
り、回転機本体の端子に接続する方法も考えられるが、
かかる方法では、組立工程が複雑となり、組立性が悪い
という問題がある。

【０００５】本発明の目的は、外部との接続部の組立性
がよく、信頼性の高い回転機を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ロータと、このロータを回転可能に支持
するケーシングと、このケーシングの内側に固定された
ステータとを有する回転機において、上記ステータのス
テータコイルの配線と結合される接続用端子が一体的に
成形され、上記ケーシングの内壁と係合する係止爪とを
有する接続用コネクタユニットを備え、この接続用コネ
クタユニットの上記係止爪を上記ケーシングの内壁に係
合して、上記接続用コネクタユニットを上記ケーシング
に固定するようにしたものであり、かかる構成により、
ワンタッチで接続用コネクタユニットを取付ることが可
能なため、組立性が向上し、また、係止爪によって強固
に係止できるため、取付時の信頼性が向上し得るものと
なる。

【０００７】上記回転機において、好ましくは、上記接
続用コネクタユニットは、上記ケーシングの外面に設け
られた環状溝部と相互にはめ合う形状の突起を備え、上
記接続用コネクタユニットの上記突起を上記ケーシング
の上記環状溝部と相互にはめ合わせるようにしたもので
あり、かかる構成により、接続用コネクタユニットの結
合部の防水性が向上し得るものとなる。

【０００８】上記回転機において、好ましくは、上記ス
テータは、ステータコアと、このステータコアの表面に
形成された絶縁インシュレータと、この絶縁インシュレ
ータに巻かれたステータ巻線とから構成され、さらに、
上記ステータは、上記絶縁インシュレータの中に固定さ
れた接続金具を備え、この接続金具に、接続用コネクタ
ユニットの上記接続用端子が挿入され、電気的に接続す
るようにしたものである。

【０００９】上記回転機において、好ましくは、上記接
続金具は、複数個備えられ、上記接続用端子と接続され
ない接続金具間には、過電流カットスイッチを接続した
ものである。

【００１０】上記回転機において、好ましくは、上記ケ
ーシングと上記接続用コネクタユニットとを、同一樹脂
成形材により形成したものであり、かかる構成により、
熱歪みに対してもシール性を保持し得るものとなる。

【００１１】上記回転機において、好ましくは、上記ケ
ーシングは、２分割されたカップ形ケーシングにより構
成され、一方のケーシングは、その外周に突起部を有
し、他方のケーシングは、ケーシングの突起部と相互に
はめ合う形状の溝部を備え、上記一方のケーシングの上
記突起部を上記他方のケーシングの上記溝部と相互には
め合わせるようにしたものであり、かかる構成により、
ケーシングの防水性を向上し得るものとなる。

【００１２】上記回転機において、好ましくは、上記ロ
ータを構成するマグネットは、極異方性マグネットによ
り構成するようにしたものであり、かかる構成により、
コギングトルクを低減し得るものとなる。

【００１３】上記回転機において、好ましくは、上記ロ
ータを構成するマグネットは、リング状の形状を有して
おり、上記ロータの中心の回転軸を構成するシャフトと
上記マグネットとは、断面形状が略Ｈ字状のリブを有す
る弾性部材により一体成形するようにしたものであり、
かかる構成により、ロータを軽量化し得るものとなる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図１８を用いて、本
発明の一実施形態による回転機について説明する。最初
に、図１〜図３を用いて、本発明の一実施形態による回
転機の全体構成について説明する。図１は、本発明の一
実施形態による回転機の部分断面図であり、図２は、図
１の正面図であり、図３は、図１の背面図である。

【００１５】図１において、回転体となるロータ１は、
マグネット２と、シャフト３と、弾性部材４とによって
一体成形されている。マグネット２は、リング状の極異
方性マグネットである。マグネット２のリングの中心軸
は、シャフト３と同心となっている。マグネット２とシ
ャフト３は、低剛性の樹脂やゴム等の弾性部材４で一体
成形されて、結合されている。この成形方法について
は、図７及び図８を用いて後述する。

【００１６】シャフト３は、ロータ１の回転力及び内部
温度の変化やロータ軸方向衝撃等によって、弾性体４が
緩まないようにするために、マグネット２の軸方向の厚
みよりやや短い長さで、シャフト外周表面に凹凸部３ａ
が形成されている。凹凸部３ａは、例えば、あやめロー
レットにより形成されている。シャフト３と弾性部材４
を一体成形する際に、凹凸部３ａに弾性部材４が入り込
み、シャフト３と弾性部材４間に適度なる結合強度を与
えるようになっている。

【００１７】また、マグネット２は、マグネット２と弾
性部材４間の結合強度を高めるために、窪み２ａと、面
取り部２ｂが形成されている。窪み２ａは、マグネット
２の端面に複数個設けられている。また、面取り部２ｂ
は、マグネット２の内周面であって、軸方向の両端面側
に位置する箇所に設けられている。窪み２ａは、マグネ
ット２の回り止めとして有効に働き、面取り部２ｂは、
マグネット２の軸方向の抜け止めとして有効に働くと同
時に、弾性部材４は、加熱射出成形で一般的に成形する
ので、成形後には冷却硬化し、グネット２との接合面で
使用する部材の弾性力で圧縮固定する力が作用する。こ
れらの窪み２ａと面取り部２ｂとによって、マグネット
２と弾性部材４間に、適度な結合強度を得ている。弾性
部材による圧縮固定力は、シャフト３との接合面に対し
ても同様である。

【００１８】さらに、弾性部材４は、リング状のマグネ
ット２の内周面からシャフト３の外周面間に、弾性部材
４を全て充填することなく、空間部４ａを形成してあ
る。従って、弾性部材４の断面形状は、略Ｈ形状を有す
るリブ４ｂで構成されている。このように、弾性部材４
の断面形状を、略Ｈ形状のリブ４ｂにより構成すること
により、弾性部材４の弾性力の充分なる効果を得ること
ができる。

【００１９】リブ４ｂは、シャフト３の外周面とマグネ
ット２の内周面との間では、面でつながり、マグネット
２の軸方向の端面側には、マグネット２の厚さより突出
した部分に、シャフト接合面までつながる複数本のブレ
ード状の放射リブ４ｃを有している。放射リブ４ｃの形
状については、図７を用いて後述する。

【００２０】ブレード状の放射リブ４ｃは、ロータ１の
回転時には、ロータ１自身の強度を維持するばかりでな
く、内部空気を撹拌して内部温度を低減する作用を有し
ている。なお、放射リブ４ｃに小孔を設け、内部空気の
攪拌作用を積極的に促進するようにしてもよく、また、
放射リブ４ｃの形状として、曲線を持たせ、よりファン
効果を得られるようにしてもよいものである。

【００２１】次に、ロータ１は、シャフト３の両端に固
定された内輪側を固定されたベアリング５によって支持
されている。ベアリング５は、筒状のケーシング７の両
側壁の中心部に設けたベアリング箱７ａに収納されてい
る。

【００２２】筒状のケーシング７は、回転機の軸方向寸
法の略中央鉛直面で２分割された左右のカップ形ケーシ
ング７ｂ，７ｃによって構成されている。カップ形ケー
シング７ｂの内周側には、ステータ６が固定されてい
る。ステータ６は、ロータ１のマグネット２の外周に、
同芯状に配設されている。

【００２３】筒状ケーシング７は、比重が０．８から３
以下の非磁性体材料である樹脂等の軽量部材で成形され
ている。２分割された一方のケーシング７ｂには、回転
機の取付用の複数個の取付足７ｄが一体成形されてい
る。取付足７ｄには、防振ゴム１６が取り付けられる。
また、ケーシング７ｂには、ボス部７ｅを一体成形され
ている。ボス部７ｅにおいて、他方のケーシング７ｃと
ねじ８で組み付けられる。取付足７ｄ及びボス部７ｅの
形状については、図２を用いて後述する。

【００２４】ケーシング７の分割面には、ケーシング７
ｂに溝部７ｆが設けられ、ケーシング７ｃに突起部７ｇ
が設けられている。溝部７ｆと突起７ｇは、相互にはめ
合う形状となっており、取付足７ｄで回転機本体が筺体
等に固定される際に、分割面に生じる応力を一方のケー
シング７ｂでもたせ、分割面の開きを最小に抑制すると
同時に、凹凸のはめ合いで分割面強度と外部からの水シ
ール性を向上した構造としている。

【００２５】また、回転機の取付状態において、筒状ケ
ーシング７のそれぞれの分割ケーシング７ｂ，７ｃの下
面側には、水抜き穴７ｈ，７ｉを設けてある。また、水
抜き穴７ｈ，７ｉに相対して、分割ケーシング７ｂ，７
ｃには、止水壁７ｊ，７ｋが設けられている。止水壁７
ｊ，７ｋは、下面側からの直接的な水の浸水に対しては
止水壁となり、また、回転機内の凝縮水又は他の部位か
ら侵入した水に対しては、排水口となる。なお、止水壁
７ｊ，７ｋの鉛直断面形状は、ドーム形であり、この点
については、図４を用いて後述する。

【００２６】以上のようにして、排水口を設けることに
より、筒状ケーシング７内には、水分が溜まることが無
くなり、また、ロータ１の回転によるファン効果によっ
て、排水口を介して、回転中に常時空気の出入りがある
ため、電気的絶縁性を維持できるようになる。

【００２７】さらに、ケーシング７ｃのベアリング箱７
ａの外表面には、シャフト３を包含するような筒状防水
壁７ｌが形成されている。従って、後述するように、シ
ャフト３に取り付けられる風送風用プロペラファンや弾
性体防振ゴムワッシャとのラビリンス効果によって、外
部からのベアリング５への水侵入を防止している。

【００２８】また、回転機の取付状態において、ケーシ
ング７ｂの上面側の側壁には、別体構成の外部電源接続
用コネクタユニット１０が、ワンタッチ装着される。コ
ネクタユニット１０は、複数本の外部電源接続用端子９
が配列固定されている。外部電源接続用端子９は、ステ
ータ６の複数個の結線用金具１４と電気的に接続され
る。結線用金具１４の詳細構造については、図６を用い
て後述する。

【００２９】ケーシング７ｂは環状溝部７ｖを有し、コ
ネクタユニット１０は突起１０ａを有している。環状溝
部７ｖと突起１０ａは、相互にはめ合う凹凸形状を有し
ている。なお、コネクタユニット１０の詳細構造につい
ては、図１５及び図１６を用いて後述する。また、コネ
クタユニット１０は、コネクタユニット１０に設けられ
た係止爪が、ケーシング７ｂの上面側の内壁に係合する
ことにより、ワンタッチで取り付けられている。係止爪
の形状についても、図１６Ｊを用いて後述する。

【００３０】外部電源接続用コネクタユニット１０に対
して、相手側のコネクタが接続される際には、そのコネ
クタの抜き差し力やこじり力等が、コネクタユニット１
０とケーシング７ｂの分割面に生ずる。しかしながら、
コネクタユニット１０とケーシング７ｂの分割面におい
ても、ケーシング７の分割面と同様、凹凸のはめ合い構
造とすることにより、分割面強度と外部からの水シール
性と耐塵性を向上した構造となっている。しかも、外部
電源接続コネクタユニット１０は、回転機本体から分離
した別体構造としてあるので、端子の取り出し方向を回
転機の軸方向の取り出し方向とするか、又は、鉛直方向
の取り出し方向とするかは、外部電源接続コネクタユニ
ットの種類を代えるだけで、回転機本体を変更すること
なく、任意に端子の取り出し方向を変更できるものであ
る。なお、図１に示す例では、外部電源接続コネクタユ
ニット１０は、端子の取り出し方向が回転機の軸方向の
取り出し方向のものである。

【００３１】さらに、ケーシング７の材料としては、Ｐ
ＢＴ（ポリブチルテレフタレート）を使用し、また、外
部電源接続コネクタユニット１０の材料としても、同じ
ＰＢＴを使用することにより、ケーシング７と外部電源
接続コネクタユニット１０の線膨張率は同一であるの
で、運転時、周囲温度の冷熱繰り返しによる熱歪で、嵌
合部が甘くなり、シール性が劣化することもないもので
ある。なお、ケーシング７と外部電源接続コネクタユニ
ット１０は同一の材料でなくともよく、その時には、両
者の材料の線膨張率を略同一とすることにより、熱歪に
よるシール性の劣化を防止することができるものであ
る。

【００３２】また、外部電源接続コネクタユニット１０
の端子の取り出し位置は、本実施形態では、回転機取付
用の複数個の上位にある取付足７ｄの近傍に設けたが、
少なくとも軸水平面に対し上位に配設するものとする。
これは、万一、コネクタユニット１０とケーシング７ｂ
の分割面から水分が浸透したり、回転機本体内の内部発
熱後の空気冷却によるケーシング内壁面の凝縮水の露結
等で、ユニットに一体成形した外部電源接続用端子９の
異極間縁面の絶縁低下によるリークを防止するためであ
る。

【００３３】また、ステータ６は、ステータコア１１
と、ステータコイル１２によって構成されている。ステ
ータコア１１は、複数枚の打ち抜き積層された鉄板によ
って形成されている。ステータコイル１２は、ステータ
コア１１に巻かれ、外部回路で転流周期を制御される相
間電流で回転磁界を形成する。ステータコイル１２の端
部は、結線用金具１４に接続されている。

【００３４】次に、図２において、回転機を正面側から
見ると、ケーシング７ｃは、シャフト３を包含するよう
な筒状防水壁７ｌを有している。従って、後述するよう
に、シャフト３に取り付けられる風送風用プロペラファ
ンや弾性体防振ゴムワッシャとのラビリンス効果によっ
て、外部からのベアリング５への水侵入を防止してい
る。

【００３５】ケーシング７ｃは、筒状防水壁７ｌの部分
から外径方向に延びる８個の補強リブ部７ｐを有してい
る。また、ケーシング７ｃは、その外周部の４箇所にお
いて、ケーシング固定用ネジ８により、背面側に位置す
るケーシング７ｂと組み付けられる。ケーシング７ｂ
は、その外周部に、４個の取付足７ｄを有している。取
付足７ｄには、回転機の取付時の防振作用を有する防振
ゴム１６が取り付けられている。

【００３６】次に、図３において、回転機を背面側から
見ると、ケーシング７ｂは、その中心部から外径方向に
延びる８個の補強リブ部７ｐを有している。ケーシング
７ｂは、その外周部に、４個の取付足７ｄを有してい
る。取付足７ｄには、回転機の取付時の防振作用を有す
る防振ゴム１６が取り付けられている。また、ケーシン
グ７ｂは、その外周部の４箇所にボス部７ｅを有してお
り、背面側に位置するケーシング７ｃとケーシング固定
用ネジ８により組み付けられる。

【００３７】樹脂性のケーシング７ｂの外周側のフラン
ジ部のリブ補強面の隅部には、複数個のフランジ部を貫
通する小孔７ｎが設けられている。小孔７ｎは、フラン
ジ内に溜まった水滴の逃げ穴として作用するものであ
る。小孔７ｎが設けられる位置は、少なくとも軸水平面
に対し上位の位置としてある。

【００３８】また、回転機の取付状態において、ケーシ
ング７ｂの上面側の側壁には、別体構成の外部電源接続
用コネクタユニット１０が、ワンタッチ装着される。コ
ネクタユニット１０は、複数本の外部電源接続用端子９
が配列固定されている。図示の例では、３本の外部電源
接続用端子９が等間隔で配列固定されている。

【００３９】次に、図４を用いて、本発明の一実施形態
による回転機の水抜き穴の構成について説明する。図４
は、本発明の一実施形態による回転機の水抜き穴の部分
の断面図であり、図１のＩ−Ｉ’断面図である。

【００４０】図４に示すように、分割ケーシング７ｂの
下面側には、水抜き穴７ｈを設けてある。また、水抜き
穴７ｈの上面側には、水抜き穴７ｈに相対して、止水壁
７ｊが設けられている。止水壁７ｊの形状は、断面コ字
状となっている。止水壁７ｊは、下面側からの直接的な
水の浸水に対しては止水壁となり、また、回転機内の凝
縮水又は他の部位から侵入した水に対しては、排水口と
なる。

【００４１】以上のようにして、排水口を設けることに
より、筒状ケーシング７内には、水分が溜まることが無
くなり、また、ロータ１の回転によるファン効果によっ
て、排水口を介して、回転中に常時空気の出入りがある
ため、電気的絶縁性を維持できるようになる。

【００４２】次に、図５を用いて、本発明の一実施形態
による回転機の水抜き穴の他の構成について説明する。
図５は、本発明の一実施形態による回転機の水抜き穴の
部分の他の構成の断面図であり、図１のＩ−Ｉ’断面図
である。

【００４３】図５に示すように、分割ケーシング７ｂの
下面側には、水抜き穴７ｈを設けてある。また、水抜き
穴７ｈの上面側には、水抜き穴７ｈに相対して、止水壁
７ｊが設けられている。止水壁７ｊの形状は、断面円弧
状となっている。止水壁７ｊは、下面側からの直接的な
水の浸水に対しては止水壁となり、また、回転機内の凝
縮水又は他の部位から侵入した水に対しては、排水口と
なる。

【００４４】次に、図６を用いて、本発明の一実施形態
による回転機のステータコイルと結線用金具の電気的接
続方法について説明する。図６は、本発明の一実施形態
による回転機のステータの正面図である。

【００４５】ステータ６は、ステータコア１１と、ステ
ータコイル１２と、絶縁インシュレータ１３と、複数個
の結線用金具１４とによって構成されている。ステータ
コア１１は、複数枚の打ち抜き積層された鉄板によって
形成されている。ステータコイル１２は、ステータコア
１１に巻かれ、外部回路で転流周期を制御される相間電
流で回転磁界を形成する。ステータコイル１２の端部
は、結線用金具１４に接続されている。絶縁インシュレ
ータ１３は、ステータコイル１２の絶縁とステータコイ
ル１２の配線ガイドとなるものである。結線用金具１４
は、絶縁インシュレータ１３の外縁部に複数個設けられ
ている。図示の例では、電源側の結線用金具１４ａと、
中性点側の結線用金具１４ｂから構成されている。中性
点側の結線用金具１４ｂの中には、過流カットスイッチ
１５が配置されている。

【００４６】図示のように、ステータコイル１２は、各
スロット６ａ間に巻線されている。図示の例は、３相１
２スロットの例である。ステータコイル１２の各Ｕ，
Ｖ，Ｗの３相の端末線は、絶縁インシュレータ１３及び
絶縁インシュレータ１３の外縁部に設けた複数個の結線
用金具１４のスロット部に、圧接固定されている。

【００４７】圧接固定の際、結線用金具１４を収納した
キャビティ１３ａには、絶縁インシュレータ１３の外縁
部にあって、結線用金具１４の近傍に設けた切り欠き溝
１３を介し、結線用金具１４へのコイル挿入方向が必ず
斜めから接続される通路をとることで、圧接固定時の張
力によるコイル切れ防止を図っている。

【００４８】また、ステータコイル１２の絶縁皮膜軟化
温度は、絶縁インシュレータ１３や、これを包含してい
る筒状ケーシング７等の周囲引火物の引火温度より低い
値の絶縁種を選定している。これは、発火源となるコイ
ル異常発熱時に、ステータコイル１２が先に断線し、他
の可燃部材には影響を及ぼさない配慮をしたもので、こ
の場合には、異常発熱検出用の温度ヒューズは不要とな
る。しかしながら、電源電圧やステータコイル１２の巻
線経や巻線回数が異なる種々の性能仕様を満足させる場
合、上記の条件が満たされなくなることも生じる可能性
がある。この場合には、過電流カットスイッチの機能を
もつバイメタル、温度ヒューズ、電流ヒューズ等を回転
機本体に追加する必要がある。そこで、本実施形態にお
いては、過電流カットスイッチ１５を設けている。

【００４９】また、中性点側の結線金具１４ｂに対する
ステータコイルの結線も同様に行われる。結線金具１４
は、全て共用化が図られており、同一形状で３連の金具
となっている。電源側の結線金具１４ａに対する端末線
の接続時には、３連の金具を分離して、分離されたそれ
ぞれの金具に３本の端末線が接続される。

【００５０】一方、中性点側の結線金具１４ａにおいて
は、過電流カットスイッチ１５を用いない場合には、３
連の金具のまま使用して、同一作業で圧接固定された３
本の線を一度に固定し、中性点の結線作業が不要とな
る。しかしながら、本実施形態のように、過電流カット
スイッチ１５を用いる場合には、３連の結線用金具の少
なくとも一つを切り放し、他の２連の金具間に過電流カ
ットスイッチ１５を挿入し、回転機の異常時には、未然
に内部の結線回路を遮断するようにしている。

【００５１】次に、図７，図８を用いて、本発明の一実
施形態による回転機のロータの成形方法について説明す
る。図７は、本発明の一実施形態による回転機のロータ
の成形した直後の形状を示す正面図であり、図８は、本
発明の一実施形態による回転機のロータの成形した直後
の形状を示す半断面側面図である。

【００５２】シャフト３及びマグネット２が成形用型に
セットされた後、弾性体部材４は、放出成形，圧縮成形
等の方法で成形機のゲートから型内に加熱押し出しされ
る。通路部１７は、成形機のゲートから型内に弾性体部
材の材料が押し出されるとき残存する部分であり、マグ
ネット２の外周部に形成される通路部１７ａと、マグネ
ット２の端面に形成される通路部１７ａからなってい
る。即ち、本実施形態においては、マグネット２の外周
部及び両端面にも弾性体部材４が流れる通路を形成して
いるため、マグネット２の内外面の射出圧力によって生
ずる内部応力がほぼ均一となり、成形時にこの内部応力
でマグネット２にヘアークラック等の破損原因をもたら
すことがないものである。

【００５３】弾性部材４は、リング状のマグネット２の
内周面からシャフト３の外周面間に、弾性部材４を全て
充填することなく、弾性部材４の断面形状は、略Ｈ形状
を有するリブ４ｂで構成されている。リブ４ｂは、シャ
フト３の外周面とマグネット２の内周面との間では、面
でつながり、マグネット２の軸方向の端面側には、マグ
ネット２の厚さより突出した部分に、シャフト接合面ま
でつながる複数本のブレード状の放射リブ４ｃを有して
いる。

【００５４】ブレード状の放射リブ４ｃは、４本設けら
れている。放射リブ４ｃは、ロータ１の回転時には、ロ
ータ１自身の強度を維持するばかりでなく、内部空気を
撹拌して内部温度を低減する作用を有している。

【００５５】なお、図１に示す例では、この通路部１７
に充填された弾性体部材を取り去った形状としている
が、これを残し、少なくとも通路部１７の弾性部材でマ
グネット２の外周面の一部、もしくは全周覆うことによ
り、その後の組立作業や搬送でぶつけたり、落下させた
りした不慮の自体にも外周面を保護するのに役立つよう
にすることもできるものである。

【００５６】次に、図９，図１０を用いて、本発明の一
実施形態による回転機の組立手順について説明する。図
９は、本発明の一実施形態による回転機の組立図であ
り、図１０は、本発明の一実施形態による回転機の反出
力側のケーシングの正面図である。

【００５７】最初に、図１０に示すように、回転機の反
出力側のケーシング７ｂの内側には、ベアリング箱７ａ
と、突起７ｇと、突起状リブ７ｏと、放射状の等間隔リ
ブ７ｐを有している。なお、出力側のケーシング７ｃの
内部の構造も、ケーシング７ｂと同様である。

【００５８】カップ型ケーシング７ｂの外周部の内端面
には、ステータコア１１の外周に設けた溝部１１ａ（図
９）の回転方向位置決めとなり、嵌合いガイドとなる複
数本の突起状リブ７ｏが配設されている。

【００５９】また、ケーシング７ｂのベアリング箱７ａ
外周部には、それぞれ外周内外面に延びる少なくとも５
本以上の複数本の放射状の等間隔リブ７ｐが設けられて
いる。放射状の等間隔リブ７ｐは、ベアリング箱７ａが
冷却し、ベアリング５を圧設固定した時に、ベアリング
箱７ａの強度を確保すると同時に、ベアリング箱７ａの
内周径ｄ４を真円に保つための機能を有している。

【００６０】図９及び図１０において、ステータコア１
１の最外周径ｄ１とベアリング５の最外径ｄ２に対し、
２分割ケーシング７ｂ，７ｃの筒状外周内端面の径ｄ３
及びベアリング箱７ａの内周径ｄ４は、回転機使用雰囲
気温度の上限値に約２０゜Ｃの余裕温度を加えた略７０
゜Ｃ以上では、ｄ３＞ｄ１，ｄ４＞ｄ２の隙間嵌め関係
にあり、逆に７０゜Ｃ以下ではｄ３＜ｄ１，ｄ４＜ｄ２
締まり嵌め関係にある寸法を、ケーシング７の熱膨張率
を利用して得ている。

【００６１】即ち、組立時には、ケーシング７ｂを略７
０゜Ｃ以上に短時間暖めておき、ステータ６を軸方向か
ら突起状リブ７ｎをガイドにして、ステータコアの溝部
１１ａを挿入することにより、簡単に組み合わせること
ができる。

【００６２】この際、ステータコア６の絶縁インシュレ
ータ１３の外周の外縁部に形成したキャビティ１３ａ内
の結線金具１４（図６）には、相対するケーシング７ｂ
の内端面から延びる外部電源接続用端子９が挿入され、
自動的に直線的な積み重ねで回転機の内部結線と外部電
源接続が可能となる。

【００６３】その後、ステータ６内に、ロータ２が組み
込まれ、さらに、ケーシング７ｃは、先と同様なホット
インサート方法で、ステータ６に対して組み付けが行わ
れる。

【００６４】ケーシング７ｂの分割面には、円環状の溝
部７ｆが設けられており、ケーシング７ｃの分割面に
は、円環状の突起７ｇが設けられている。溝部７ｆと突
起７ｇは、相互にはめ合う形状であるので、ケーシング
７ｂ，７ｃは、凹凸のはめ合いで容易に組み立てられ
る。

【００６５】その後、複数本のねじ８を用いて、ケーシ
ング７ｂのボス部７ｅにケーシング７ｃが完全固定され
る。さらに、コネクタユニット１０が、ケーシング７ｂ
にワンタッチで取り付けられる。また、ケーシング７ｂ
の複数個の取付足７ｄに防振ゴム１６を最後に組み付
け、組立を完了する。組立完了時には、ケーシング７の
部材は冷却状態となる為、内部のステータ６及びロータ
１のベアリング５は、軸方向、径方向に常時運転条件で
も、圧設状態を保つ事ができる。

【００６６】次に、図１１〜図１４を用いて、本発明の
一実施形態による回転機の回転動作，特に、低振動化と
高効率化について説明する。図１１は、本発明の一実施
形態による回転機のステータコイルに流す制御回路の出
力波形図であり、図１２は、本発明の一実施形態による
回転機のロータに使用する極異方性マグネットの磁束配
向モデル図であり、図１３は、従来のラジアル異方性マ
グネットの磁束配向モデル図であり、図１４は、本発明
の一実施形態による回転機のロータの表面磁束波形図で
ある。

【００６７】最初に、図１１に示すように、外部制御回
路は、本実施形態による回転機の３相のステータコイル
１２のＵ，Ｖ，Ｗ相巻線に対して、それぞれ制御信号を
出力する。ステータコイル１２は、これらの制御信号に
よって、回転磁界を形成し、電気角１２０゜で運転され
る。

【００６８】例えば、Ｕ相巻線に流れる制御信号が、６
０゜〜１８０゜までと、２４０゜〜３６０゜まで、オン
となり、それぞれ、電気角１２０゜で通電されるとす
る。この時、Ｖ相巻線に流れる制御信号は、Ｕ相巻線に
流れる制御信号に対して６０゜進んでおり、０゜〜１２
０゜までと、１８０゜〜３００゜まで、オンとなる。ま
た、Ｗ相巻線に流れる制御信号は、Ｕ相巻線に流れる制
御信号に対して６０゜遅れており、１２０゜〜２４０゜
までと、３００゜〜４２０゜まで、オンとなる。

【００６９】また、本実施形態において使用するマグネ
ットは、図７において説明したように、リング状のマグ
ネット２である。リング状のマグネット２は、極異方性
を有しており、その磁束配向は、図１２に示すようにな
る。即ち、極異方性マグネットは、マグネット自身で閉
磁路を形成する磁束流れとなるため、従来のようにマグ
ネット内部に更にインナーステータコアを用いて、閉磁
路を作る必要がなくなるものである。

【００７０】なお、従来の一般的なラジアル異方性マグ
ネットの磁束配向は、図１３に示すようになっている。
即ち、ラジアル異方性においては、中心方向に向かった
磁束の流れとなる。そこで、閉磁路を形成するために、
インナーステータコアを用いる必要がある。

【００７１】また、極異方性マグネットを使用した場
合、ロータ表面の磁束波形は、図１４に示すようにな
る。即ち、極異方性マグネットを使用した場合には、図
１２に示した配向特性によって、表面磁束波形は、サイ
ン波の極間で滑らかな磁束波形となる。一方、図１３に
示したようなラジアル異方性マグネットを使用した場合
には、表面磁束波形は、矩形波の磁束波形となる。

【００７２】従って、電気角１２０゜の転流周期を基本
とするステータ６とロータ１間に働く磁束変化によるコ
キングトルクの大きさは、極異方性マグネットを使用し
た方が、大幅に低減できるものとなる。

【００７３】さらに、そのコキングトルクによるロータ
が受ける振動加速度は、ロータ重量が重い程、その慣性
力も相まって変動幅が大きくなる。本実施形態において
は、極異方性マグネット２は、リング状で適度な薄肉厚
とし、更に、マグネット２とシャフト３間を上述したよ
うに、弾性体部材４で一体成形し、必要最小限の強度で
弾性力を失うことがないように、軽量化しているので、
振動加速度の変動幅を低減することができるものであ
る。

【００７４】従来、マグネットをロータに接着等の締結
方法により固定する場合には、構成部品が増加するばか
りでなく、その組立工数にも時間を費やすという問題が
あったが、上述したような本実施形態による締結方法を
とることにより、部品数を低減し、また、組立工数も低
減し得るものとなる。

【００７５】また、従来は、結合部の強度信頼性を高め
るためには、構成が複雑となり、その結果、マグネット
の配向特性による振動加速度低減効果を十二分に発揮さ
せることができず、回転機の使用温度，回転数，ロータ
サイズに限度があったが、本実施形態においては、この
ような使用制限がなくなるものである。。

【００７６】さらに、本実施形態においては、磁気通路
を形成する部品は、極異方性マグネット２とステータコ
ア１１のみであり、周囲に磁性体部材を必要としないの
で、磁束漏洩がなくなる。また、本実施形態において
は、インナーコアもないので、ヒステリシス損，渦電流
損がなくなる。その結果、本実施形態においては、高効
率化が図れるものである。

【００７７】さらに、本実施形態によれば、従来と回転
機の外径が同一サイズで、同一なステータを使用した場
合について比較検討してみると、約５％の効率アップと
なるものである。

【００７８】また、筒状のケーシング７は、非磁性体
で、比重０．８から３以下の樹脂，アルミニウム等の軽
量部材で任意に選択できるので、従来に比べて、約３０
％の軽量化が図れた。

【００７９】次に、図１５，図１６を用いて、本発明の
一実施形態による回転機に用いる第１の例のコネクタユ
ニットの構成について説明する。図１５は、本発明の一
実施形態による回転機に用いる第１の例のコネクタユニ
ットの正面側から見た斜視図であり、図１６は、本発明
の一実施形態による回転機に用いる第１の例のコネクタ
ユニットの背面側から見た斜視図である。

【００８０】図１５，図１６に示すコネクタユニット１
０は、外部電源接続用コネクタの取り出し方向が、回転
機の軸方向のものであり、図１に示したコネクタユニッ
ト１０を拡大して示したものである。

【００８１】コネクタユニット１０は、内部に、３個の
外部接続用端子９が等間隔で配列されている。コネクタ
ユニット１０は、一体成形されている。コネクタユニッ
ト１０の材質としては、ケーシング７ｂと同一の樹脂材
であるＰＢＴを使用しており、両者の線膨張率は等しい
ものである。

【００８２】コネクタユニット１０は、ケーシング７ｂ
とはめ合わされる外表面に、嵌合用の突起部１０ａが形
成されている。また、外部接続用端子９の両側には、２
個の係止爪部１０ｂが形成されており、ケーシング７ｂ
への挿入後、抜き差し方向に対し係止力を与える構造と
なっている。

【００８３】コネクタユニット１０は、軸方向からはめ
合いの突起部１０ａをガイドにして嵌合させ、係止爪部
１０ｂで、ワンタッチで容易に組み付け係止できるカセ
ット形状のユニット構造としてある。

【００８４】次に、図１７，図１８を用いて、本発明の
一実施形態による回転機に用いる第２の例のコネクタユ
ニットの構成について説明する。図１７は、本発明の一
実施形態による回転機に用いる第２の例のコネクタユニ
ットの正面側から見た斜視図であり、図１８は、本発明
の一実施形態による回転機に用いる第２の例のコネクタ
ユニットの背面側から見た斜視図である。

【００８５】図１７，図１８に示すコネクタユニット１
０は、外部電源接続用コネクタの取り出し方向が、回転
機の軸垂直方向のものである。

【００８６】コネクタユニット１０は、内部に、３個の
外部接続用端子９が等間隔で配列されている。コネクタ
ユニット１０は、一体成形されている。コネクタユニッ
ト１０の材質としては、ケーシング７ｂと同一の樹脂材
であるＰＢＴを使用しており、両者の線膨張率は等しい
ものである。

【００８７】コネクタユニット１０は、図１５，図１６
に示したコネクタユニットと同様に、ケーシング７ｂと
はめ合わされる外表面に、嵌合用の突起部１０ａが形成
されている。また、外部接続用端子９の両側には、２個
の係止爪部１０ｂが形成されており、ケーシング７ｂへ
の挿入後、抜き差し方向に対し係止力を与える構造とな
っている。

【００８８】コネクタユニット１０は、軸方向からはめ
合いの突起部１０ａをガイドにして嵌合させ、係止爪部
１０ｂで、ワンタッチで容易に組み付け係止できるカセ
ット形状のユニット構造としてある。

【００８９】図１５，図１６に示したコネクタユニット
も、図１７，図１８に示したコネクタユニットも、回転
機本体の組立方法と同様、軸方向からはめ合いの突起部
１０ａをガイドにして嵌合させ、爪部１０ｂで、ワンタ
ッチで容易に組み付け係止できるカセット形状のユニッ
ト構造としてある。従って、多種多様の外部電源コネク
タとの組み合わせが、回転機本体の構造変更なしに、外
部電源接続用コネクタユニットを交換するだけで可能と
なっている。

【００９０】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、接続用コネクタユニット１０の係止爪１０ｂをケー
シング７の内壁に係合して、接続用コネクタユニット１
０をケーシング７にワンタッチで固定するようにしてい
るため、コネクタユニットの組立性が向上するととも
に、係止爪１０ｂによって強固に結合できるため、その
信頼性が向上するものである。

【００９１】また、接続用コネクタユニット１０とし
て、端子の取り出し方向が、軸方向のものや軸垂直方向
のものを用意することによって、多種多様の外部コネク
タとの組み合わせが回転機本体の構造変更なしに、可能
となっている。

【００９２】また、接続用コネクタユニット１０の突起
１０ａをケーシング７の環状溝部７ｖと相互にはめ合わ
せるようにしているため、結合面の防水性を向上するこ
とができるものである。

【００９３】また、ステータの絶縁インシュレータ１３
の中に固定された接続金具１４に、接続用コネクタユニ
ット１０の接続用端子９が挿入され、電気的に接続する
ようにしているため、コネクタユニットの組立性が向上
するものである。

【００９４】また、ケーシング７と接続用コネクタユニ
ット１０とを、同一樹脂成形材により形成しているの
で、熱歪みによっても、シール性が劣化することがな
い。

【００９５】また、ケーシング７は、２分割されたカッ
プ形ケーシング７ｂ，７ｃにより構成し、一方のケーシ
ング７ｂの突起部７ｆを他方のケーシング７ｃの溝部７
ｇと相互にはめ合わせるようにしているため、防水性が
向上するものである。

【００９６】また、ロータ１を構成するマグネット２
は、極異方性マグネットとしているため、コギングトル
クを低減することができる。

【００９７】また、ロータ１を構成するマグネット２
は、リング状の形状とし、ロータ１の中心の回転軸を構
成するシャフト３とマグネット２とは、断面形状が略Ｈ
字状のリブを有する弾性部材４により一体成形している
ので、ロータを軽量化することができる。

【００９８】次に、図１９を用いて、本発明の一実施形
態による回転機を家庭用エアコンの室外機ユニットの駆
動源として使用した場合の構成について説明する。図１
９は、本発明の一実施形態による回転機を用いた家庭用
エアコンの室外機ユニットの断面図である。

【００９９】図１９に示すように、図１に示した本実施
形態による回転機であるブラシレスモータ１８が、家庭
用エアコンの室外機ユニット１９の駆動源として取付ら
れている。ブラシレスモータ１８は、室外機ユニット１
９内のＵ字状コンデンサ２１の前面側の取付ステーに、
複数本のモータ取付ねじ２０を用いて、図１において説
明した取付足７ｄの部分で固定される。

【０１００】ブラシレスモータ１８のシャフト３の先端
には、シャフト３の回転により送風機能を有するプロペ
ラファン２２が取り付けられている。プロペラファン２
２は、カップ状ケーシング７ｃのベアリング箱の外表面
において、シャフト３を包含するような筒状防水壁７ｌ
の近傍に設けたＥリング２３，平ワッシャ２４及び小円
板状の振動吸収用ゴムワッシャ２５の順にシャフト３に
挿入された座面に、プロペラファン２２のボス２２ａが
挿入され、ナット２６によって締め付け、固定されてい
る。

【０１０１】本実施形態による回転機であるブラシレス
モータ１８は、図１１〜図１４において説明したよう
に、構造が簡単であり、かつ、低振動化が図れているも
のである。従って、プロペラファン２２の振動個有値に
当たる回転数で発生する共振音は、小円板状の振動吸収
用ゴムワッシャ２５を、ブラシレスモータ１８とプロペ
ラファン２２の間に設けることによって、防止できるも
のである。小円板状の振動吸収用ゴムワッシャ２５は、
プロペラファン２２を共振回転数で直接的に防振させる
ものであり、ファンボス２２ａと適度な圧縮当接を行っ
た構造にしてある。その結果、回転機の使用回転数の制
限域を設けず、広範囲に使用可能となっている。

【０１０２】なお、Ｅリング２３，平ワッシャ２４は、
ゴムワッシャ２５のシャフト３に対する直角度を維持す
るために設けたが、シャフト３とファン２２の嵌合部が
段付き形状を取れ、充分な座面を確保ができれば、この
部品のいずれか又は両部品とも不要とすることができる
ものである。

【０１０３】更に、ファンボス２２ａのナット２６側に
も、振動吸収用ゴムワッシャ２５を追加すれば、さら
に、共振時の振動低減効果が増加するものである。

【０１０４】室外機ユニット１９は、樹脂または鉄板製
の複数個のスリット状開口窓を有する匡体２７で全体が
覆われているが、屋外に据え付けられることが多いの
で、塵埃、風雨にさらされている。また、ブラシレスモ
ータ１８は、プロペラファン２２の回転により、コンデ
ンサの排熱機能を行う為、コンデンサ２１からの凝縮水
当の水滴飛散を回転中は常時受けている。これらの塵
埃，風雨，水滴からのシール性を向上させるため、ブラ
シレスモータ１８のケーシング７には、図１において説
明したように、環状溝部７ｆ，これにはめ合う突起７
ｇ、内部の水分を逃すケーシング７の取付け下面側に位
置する水抜き穴７ｈ，７ｉ、ユニットの跳ね返り飛水、
直接的な水侵入防止を図る止水壁７ｊ，７ｋが設けてあ
る。

【０１０５】また、シャフト３を包含する筒状止水壁７
ｌは、プロペラファン２２のボス部２２ａの内側に配設
した円環状リブ２２ｂと重ね合わさる様位置させ、この
ラビリンス効果で、外部からのベアリング５への水，塵
埃侵入を防止している。

【０１０６】さらに、外部電源接続用コネクタユニット
１０とケーシング７の合わせ面は、先にコンデンサ２１
に相対するため、特にシール性を向上したい場合には、
この合わせ部にフィルム上の銘板２８を貼り、合わせ部
の隙間を完全にシールする方法を取る。この方法では、
ブラシレスモータ１８を該室機ユニット１９に取り付け
る際の、モータ型式、製造年月当の確認を前記銘板にこ
れらの識別を記載する事で、取付時に容易に同時確認で
きるようになる。

【０１０７】次に、図２０を用いて、本発明の一実施形
態による回転機を家庭用エアコンの室外機ユニットの駆
動源として使用した場合の他の例の構成について説明す
る。図２０は、本発明の一実施形態による回転機を用い
た家庭用エアコンの室外機ユニットの他の例の要部拡大
断面図である。

【０１０８】本実施形態においては、図１９に示したプ
ロペラファン２２の円環状リブ２２ｂが無いプロペラフ
ァン２２を使用した場合の例である。なお、図１９と同
一符号は、同一部分を示している。

【０１０９】振動吸収用ゴムワッシャ２５の外縁部にシ
ャフト径より大きな円筒状つば２５ａを形成し、円筒状
つば２５ａをケーシング７の外面中央部のシャフト穴近
傍に形成された筒状止水壁７ｌと適当なる隙間を設け、
互いに重ね合わせる位置関係に配設している。このよう
な構成により、露出したシャフト外表面を伝わって回転
機内部に入り込む水を防止でき、防水と防振効果を同時
に得られるものとなる。

【０１１０】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、家庭用エアコンの室外機ユニットの回転機として使
用した場合に、防水性に優れたものとすることができ
る。

【０１１１】

【発明の効果】本発明によれば、回転機の外部との電気
的接続部の組立性を向上し、また、信頼性を向上するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による回転機の部分断面図
である。

【図２】図１の正面図である。

【図３】図１の背面図である。

【図４】本発明の一実施形態による回転機の水抜き穴の
部分の断面図であり、図１のＩ−Ｉ’断面図である。

【図５】本発明の一実施形態による回転機の水抜き穴の
部分の他の構成の断面図であり、図１のＩ−Ｉ’断面図
である。

【図６】本発明の一実施形態による回転機のステータの
正面図である。

【図７】本発明の一実施形態による回転機のロータの成
形した直後の形状を示す正面図である。

【図８】本発明の一実施形態による回転機のロータの成
形した直後の形状を示す半断面側面図である。

【図９】本発明の一実施形態による回転機の組立図であ
る。

【図１０】本発明の一実施形態による回転機の反出力側
のケーシングの正面図である。

【図１１】本発明の一実施形態による回転機のステータ
コイルに流す制御回路の出力波形図である。

【図１２】本発明の一実施形態による回転機のロータに
使用する極異方性マグネットの磁束配向モデル図であ
る。

【図１３】従来のラジアル異方性マグネットの磁束配向
モデル図である。

【図１４】本発明の一実施形態による回転機のロータの
表面磁束波形図である。

【図１５】本発明の一実施形態による回転機に用いる第
１の例のコネクタユニットの正面側から見た斜視図であ
る。

【図１６】本発明の一実施形態による回転機に用いる第
１の例のコネクタユニットの背面側から見た斜視図であ
る。

【図１７】本発明の一実施形態による回転機に用いる第
２の例のコネクタユニットの正面側から見た斜視図であ
る。

【図１８】は、本発明の一実施形態による回転機に用い
る第２の例のコネクタユニットの背面側から見た斜視図
である。

【図１９】本発明の一実施形態による回転機を用いた家
庭用エアコンの室外機ユニットの断面図である。

【図２０】本発明の一実施形態による回転機を用いた家
庭用エアコンの室外機ユニットの他の例の要部拡大断面
図である。

【符号の説明】

１…ロータ ２…極異方性マグネット ３…シャフト ４…弾性体 ５…ベアリング ６…ステータ ７…筒状ケーシング ７ａ…ベアリング箱 ７ｂ，７ｃ…２分割ケーシング ７ｄ…取付足 ７ｅ…取付ボス部 ７ｆ…環状溝 ７ｇ…突起部 ７ｈ，７ｉ…水抜き穴 ７ｊ，７ｋ…止水壁 ７ｌ…筒状止水壁 ７ｖ…嵌合溝 ８…ケーシング固定用ねじ ９…外部電源接続用端子 １０…外部電源接続用コネクタユニット １１…ステータコア １２…ステータコイル １３…絶縁用インシュレータ １４…結線用金具 １５…過電流カットスイッチ １６…防振ゴム １７…通路部 １８…ブラシレスモータ １９…室外機ユニット ２０…モータ取付ねじ ２１…コンデンサ ２２…プロペラファン ２３…Ｅリング ２４…平ワッシャ ２５…振動吸収用ゴムワッシャ ２６…ナット ２７…室外機ユニット匡体

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータと、このロータを回転可能に支持
   するケーシングと、このケーシングの内側に固定された
   ステータとを有する回転機において、 上記ステータのステータコイルの配線と結合される接続
   用端子が一体的に成形され、 上記ケーシングの内壁と係合する係止爪とを有する接続
   用コネクタユニットを備え、 この接続用コネクタユニットの上記係止爪を上記ケーシ
   ングの内壁に係合して、上記接続用コネクタユニットを
   上記ケーシングに固定することを特徴とする回転機。
2. 【請求項２】 請求項１記載の回転機において、 上記接続用コネクタユニットは、上記ケーシングの外面
   に設けられた環状溝部と相互にはめ合う形状の突起を備
   え、 上記接続用コネクタユニットの上記突起を上記ケーシン
   グの上記環状溝部と相互にはめ合わせることを特徴とす
   る回転機。
3. 【請求項３】 請求項１記載の回転機において、 上記ステータは、ステータコアと、このステータコアの
   表面に形成された絶縁インシュレータと、この絶縁イン
   シュレータに巻かれたステータ巻線とから構成され、 さらに、上記ステータは、上記絶縁インシュレータの中
   に固定された接続金具を備え、 この接続金具に、接続用コネクタユニットの上記接続用
   端子が挿入され、電気的に接続されることを特徴とする
   回転機。
4. 【請求項４】 請求項３記載の回転機において、 上記接続金具は、複数個備えられ、 上記接続用端子と接続されない接続金具間には、過電流
   カットスイッチが接続されていることを特徴とする回転
   機。
5. 【請求項５】 請求項１記載の回転機において、 上記ケーシングと上記接続用コネクタユニットとを、同
   一樹脂成形材により形成したことを特徴とする回転機。
6. 【請求項６】 請求項１記載の回転機において、 上記ケーシングは、２分割されたカップ形ケーシングに
   より構成され、 一方のケーシングは、その外周に突起部を有し、他方の
   ケーシングは、ケーシングの突起部と相互にはめ合う形
   状の溝部を備え、 上記一方のケーシングの上記突起部を上記他方のケーシ
   ングの上記溝部と相互にはめ合わせることを特徴とする
   回転機。
7. 【請求項７】 請求項１記載の回転機において、 上記ロータを構成するマグネットは、極異方性マグネッ
   トであることを特徴とする回転機。
8. 【請求項８】 請求項１記載の回転機において、 上記ロータを構成するマグネットは、リング状の形状を
   有しており、 上記ロータの中心の回転軸を構成するシャフトと上記マ
   グネットとは、断面形状が略Ｈ字状のリブを有する弾性
   部材により一体成形されていることを特徴とする回転
   機。