KR101528026B1

KR101528026B1 - 영구 자석 모터

Info

Publication number: KR101528026B1
Application number: KR1020130072810A
Authority: KR
Inventors: 이사무 닛타
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2015-06-10
Also published as: US9093880B2; KR20140002508A; CN103532263B; US20140001891A1; CN103532263A; JP2014011884A; JP6071275B2

Abstract

본 실시 형태의 영구 자석 모터는, 연자성체로 형성된 고정자 코어 및 고정자 코어에 감겨진 코일을 갖는 고정자와, 영구 자석을 갖는 회전자를 구비한다. 고정자 코어는, 단체로 절연됨과 함께 회전축 방향으로 적층하여 고착된 강판을 포함하여 이루어지는 코어부와, 압분 철심을 포함하여 이루어지는 칩부를 구비한다. 코어부는, 환상의 경로부와, 경로부에 의해 자기적으로 경로되어 경로부로부터 직경 방향으로 연장되는 복수의 돌극부를 구비한다. 칩부는 돌극부의 선단에 설치되는 것이며, 회전축 방향 중 적어도 한쪽 단부가 돌극부의 회전축 방향의 단부보다 회전축 방향으로 돌출되는 형상이며, 직경 방향으로 연장되는 1개 또는 복수의 볼록부를 갖는다. 돌극부는 선단측의 면에 칩부의 볼록부를 수납 가능한 오목부가 형성되어 있다. 칩부의 볼록부가 돌극부의 오목부에 수용됨으로써, 코어부에 칩부가 설치된다.

Description

영구 자석 모터{PERMANENT MAGNET MOTOR}

본 발명의 실시 형태는 영구 자석 모터에 관한 것이다.

고정자 코어 및 고정자 코어에 감겨진 코일을 갖는 고정자와, 영구 자석을 갖는 회전자를 포함하여 이루어지는 영구 자석 모터에 있어서, 고정자 코어에 압분 철심(압분 자심)을 사용하는 구성이 고안되어 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 공보 제2007-110862호, 일본 특허 공개 공보 제2008-245362호 등 참조). 압분 철심은 자성 분말을 개개로 절연하여 그것을 가압 성형한 재료이며, 성형의 자유도가 높고 소형화가 용이하다는 등의 장점을 갖는다. 그러나, 일반적으로, 압분 철심은, 종래부터 고정자 코어에 사용되고 있는 규소 강판 등에 비하여 자기 저항이 크다. 따라서, 자기 회로가 긴 경로 부분에 사용하면 쇄교 자속량이 저하한다. 이러한 점으로부터 고정자 코어에 압분 철심을 사용하는 구성에 의해, 손실(철손 및 동손)을 효과적으로 저감하는 것은 곤란하였다.

따라서, 고정자 코어에 압분 철심을 사용하는 구성을 채용하면서, 손실을 저감할 수 있는 영구 자석 모터를 제공한다.

본 실시 형태의 영구 자석 모터는, 연자성체로 형성된 고정자 코어 및 고정자 코어에 감겨진 코일을 갖는 고정자와, 영구 자석을 갖는 회전자를 구비한다. 고정자 코어는, 단체로 절연됨과 함께 회전축 방향으로 적층하여 고착된 강판을 포함하여 이루어지는 코어부와, 압분 철심을 포함하여 이루어지는 칩부를 구비한다. 코어부는, 환상의 경로부와, 경로부에 의해 자기적으로 경로되어 경로부로부터 직경 방향으로 연장되는 복수의 돌극부를 구비한다. 칩부는, 돌극부의 선단에 설치되는 것이며, 그 회전축 방향의 적어도 한쪽 단부가 돌극부의 회전축 방향의 단부보다 회전축 방향으로 돌출되는 형상이며, 직경 방향으로 연장되는 1개 또는 복수의 볼록부를 갖는다. 돌극부는, 선단측의 면에 칩부의 볼록부를 수납 가능한 오목부가 형성되어 있다. 칩부의 볼록부가 돌극부의 오목부에 수용됨으로써, 코어부에 칩부가 설치되어 있다.

도 1은 제1 실시 형태를 도시하는 것이며, 압축기의 일부 단면으로 한 측면도이다.
도 2는 압축기의 상면으로부터 본 평면도이다.
도 3은 모터의 고정자의 일부를 도시하는 사시도이다.
도 4의 (a)는 회전자의 일부 및 고정자의 일부를 상면으로부터 본 평면도이고, 도 4의 (b)는 적층 코어에 수렴되는 자속량을 나타내는 도면이다.
도 5의 (a)는 종래 기술을 나타내는 도 4의 (a)의 상당도이고, 도 5의 (b)는 종래 기술을 나타내는 도 4의 (b)의 상당도이다.
도 6은 제2 실시 형태를 나타내는 도 1의 상당도이다.
도 7은 제3 실시 형태를 나타내는 도 3의 상당도이다.

이하, 본 발명에 관한 영구 자석 모터를 적용한 압축기의 복수의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 각 실시 형태에 있어서 실질적으로 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다. 또한, 도 1에서의 상하 방향이 회전축 방향(축방향)에 상당하고, 좌우 방향이 직경 방향에 상당한다.

(제1 실시 형태)

이하, 제1 실시 형태에 대하여 도 1 내지 도 3을 참조하면서 설명한다.

도 1 및 도 2에 도시하는 압축기(1)는 에어 컨디셔너(이하, 에어컨이라고도 칭함)에 사용된다. 압축기(1)는 용기(2), 덮개(3), 다리부(4) 등을 구비하고 있다. 또한, 도 1에서는, 압축기(1)의 일부분에 대하여 회전축 방향으로 평행한 단면도가 되도록 절결하여 도시하고 있다.

용기(2)는 철판을 딥 드로잉하여 통 형상으로 형성된 것이다. 용기(2)의 상부에는 개구가 존재한다. 덮개(3)는 용기(2)와 마찬가지로 형성된 것이다. 덮개(3)는 용기(2)의 상부 개구를 막도록 설치되어 있다. 다리부(4)는 거의 삼각형의 판 형상을 이루는 것이다. 다리부(4)는 3개의 고무제 설치부(4a 내지 4c)를 포함하고 있다. 다리부(4)는 용기(2)의 하단부에, 예를 들어 용접에 의해 고착되어 있다. 덮개(3)의 상부 중앙 부근에는 냉매의 유입구(5)가 설치되어 있다. 또한, 용기(2)의 바디 하부에는 냉매의 토출구(6)가 설치되어 있다. 압축기(1)를 포함하는 각 부품이 에어컨으로서 조립된(완성된) 시점에 있어서, 유입구(5) 및 토출구(6)에는 배관이 접속되어 밀폐 공간이 형성된다.

압축기(1)에는 모터(7)가 내포되어 있다. 모터(7)는 이너 로터형(내전형)의 영구 자석 모터이다. 모터(7)는, 회전자(8)의 외주측 및 고정자(9)의 내주측의 사이에 공극(갭)이 존재하는 래디얼 갭 모터이다. 모터(7)의 회전자(8)는 회전축(10), 냉매 회피 부재(11), 회전자 코어(12), 영구 자석(13), 회전자 상부 덮개(14), 회전자 하부 덮개(15) 등으로 구성된다. 회전축(10)은 철제이며, 모터(7)의 중앙에 위치한다. 회전축(10)은 용기(2) 내의 압축기 기구(도시하지 않음)에 회전 가능하도록 지지되어 있다. 회전축(10)의 상단부에는 냉매 회피 부재(11)가 끼워 맞춤 고착되어 있다. 냉매 회피 부재(11)의 존재에 의해, 유입구(5)로부터 유입된 냉매가 외주부로 분기된다.

회전자 코어(12)는 규소 강판을 적층 고착하여 형성되어 있다. 회전자 코어(12)는 원통 형상을 이루고 있다. 회전자 코어(12)의 중앙에는 원형의 구멍이 형성되어 있다. 회전자 코어(12)의 상기 구멍에는, 회전축(10)이 삽입되어 고착되어 있다. 또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 회전자 코어(12)에는 4개의 영구 자석(13)을 각각 삽입하기 위한 4개의 구멍(16)이 형성되어 있다. 또한, 도 2에서는 덮개(3), 냉매 회피 부재(11) 및 회전자 상부 덮개(14)의 도시를 생략하고 있다. 회전자 코어(12)에 형성된 구멍(16)은 단면이 C자 형상이며, 그 볼록면이 회전축(10)에 대향하도록 위치하고 있다.

영구 자석(13)은, 예를 들어 스트론튬 페라이트를 포함하여 이루어진다. 영구 자석(13)의 단면은, 구멍(16)과 마찬가지의 형상(C형)으로 되어 있다. 4개의 영구 자석(13)은 각각 4개의 구멍(16)에 삽입되어 있다. 즉, 4개의 영구 자석(13)은 볼록면이 회전축(10)에 대향하도록 배치되어 있다(역원호 배치). 4개의 영구 자석(13)은 C형의 볼록면 및 오목면이 서로 상이한 자극으로 되어 있으며, 또한 주위 방향에 있어서 인접하는 자석끼리 역극이 되도록 배치된다. 회전자 코어(12)의 축방향의 양단에는, 원반 형상을 이루는 황동제 회전자 상부 덮개(14) 및 회전자 하부 덮개(15)가 각각 고착되어 있다. 회전자 상부 덮개(14) 및 회전자 하부 덮개(15)의 존재에 의해, 영구 자석(13)의 탈락이 방지된다.

모터(7)의 고정자(9)는 고정자 코어(17), 보빈(18), 코일(19) 등으로 구성된다. 고정자 코어(17)는 적층 코어(20)(코어부에 상당) 및 6개의 칩부(21)를 갖는다. 적층 코어(20)는 규소 강판(강판에 상당)을 적층 고착하여 형성되어 있다. 적층 코어(20)는 고정자 코어(17)의 외주 부분을 형성하는 것이다. 적층 코어(20)는 용기(2)의 내면을 따르도록 설치된다. 적층 코어(20)는, 6개의 티스(22)(돌극부에 상당) 및 환상의 요크(23)(경로부에 상당)를 구비하고 있다. 6개의 티스(22)는 적층 코어(20)의 내주측에 위치한다. 요크(23)는 적층 코어(20)의 외주측에 위치하는 것이며, 각 티스(22)를 자기적으로 경로한다. 티스(22)는, 요크(23)의 내주면으로부터 회전자(8)를 향하여 방사상으로 연장되는 형상으로 되어 있다. 본 실시 형태에서는, 각 티스(22)는 서로 주위 방향으로 등각도 간격으로 배치되어 있다.

티스(22)의 선단(회전자(8)측의 단)에는 각각 칩부(21)가 설치되어 있다. 칩부(21)는 공간에 대하여 무방향성의 압분 철심에 의해 형성되어 있다. 칩부(21)는 단면이 사다리꼴 형상이며, 외주측에서의 폭 치수에 비하여 내주측에서의 주위 방향의 폭 치수가 크게 되어 있다. 칩부(21)의 내주측의 면은, 공극을 통하여 회전자 코어(12)의 외주측의 면과 대향하도록 하는 형상(원호 형상)을 이루고 있다. 칩부(21)의 외주면의 일부는 티스(22)의 선단(내주측)면에 접하고 있으며, 그들 폭 치수는 동일하게 되어 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 티스(22)의 선단 부분(칩부(21)와 접촉하는 부분)에서의 축방향 길이(ha)는, 칩부(21)의 내주의 공극면(내주측의 면)에서의 축방향 길이(hb)에 대하여 짧아지도록 설정되어 있다. 또한, 칩부(21)의 축방향 길이(hb)는, 회전자(8)의 영구 자석(13)의 축방향 길이(hc)와 동일해지도록 설정되어 있다. 즉, 축방향 길이(ha, hb 및 hc)에는, 하기 식 (1)에 나타낸 관계가 있다.

ha<hb=hc … (1)

그리고, 칩부(21)는, 그 축방향의 양단이 티스(22)의 축방향의 각 단부보다도 축방향으로 돌출되도록 하여 티스(22)의 선단에 설치되어 있다.

티스(22)에는 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 수지에 의해 형성된 6개의 보빈(18)이 각각 끼워 맞추어져 있다. 보빈(18)에는 각각 코일(19)이 감겨진다. 코일(19)은, 예를 들어 절연 피복을 갖는 동선에 의해 구성되어 있다. 코일(19)은 대각의 코일끼리(회전축(10)을 통하여 대향하는 코일끼리) 동상이 되도록 3상 결선이 이루어져 있다.

계속해서, 고정자(9)의 자기 회로에 대하여 도 3을 참조하면서 설명한다. 칩부(21)에는, 그 외주면으로부터 외주 방향(직경 방향)을 향하여 연장되는 것이며, 또한 축방향에 직선 형상으로 연장되는 볼록부(24)가 형성되어 있다. 볼록부(24)는 내주측의 단면이 직사각 형상을 이루며, 외주측의 단면이 원 형상을 이루고 있다. 볼록부(24)는, 적층 코어(20)의 티스(22)와 접촉하는 부위(접촉 부분)에 설치되어 있다. 즉, 칩부(21)에 있어서, 티스(22)보다도 축방향으로 돌출된 부분에는, 볼록부(24)는 존재하지 않는다. 적층 코어(20)의 티스(22)의 선단(내주측의 단)측의 면에는 축방향으로 연장되는 홈 형상의 오목부(25)가 형성되어 있다. 오목부(25)는, 칩부(21)의 볼록부(24)를 간극없이(밀착된 상태로) 수납 가능한 공간으로 되어 있다. 볼록부(24)가 오목부(25)에 수용되어 고착됨으로써, 적층 코어(20)의 티스(22)의 선단에 칩부(21)가 설치되어 있다.

티스(22)에 칩부(21)를 설치하는 방법(제조 방법)으로서는, 예를 들어 다음과 같은 방법을 채용할 수 있다. 즉, 칩부(21)가 되는 압분 철심을 가압 성형할 때, 적층 코어(20) 중 적어도 티스(22)의 일부를, 그 압분 철심의 성형틀의 내부에 넣어 일체 성형한다고 하는 제조 방법이다. 이에 의해, 적층 코어(20)의 티스(22)에 칩부(21)가 고착된다.

또한, 볼록부(24) 및 오목부(25)가 상술한 바와 같은 형상으로 되어 있는 것은, 칩부(21) 및 티스(22)의 결합을 강하게 하여 칩부(21)의 누락을 방지하기 위해서이다. 따라서, 누락 방지의 효과가 얻어지는 형상이면, 볼록부(24) 및 오목부(25)의 형상은 적절하게 변경할 수 있다. 예를 들어, 볼록부(24)의 외주측의 단면 형상으로서는 직사각 형상이나, 역테이퍼 형상(사다리꼴 형상) 등이어도 된다. 외주측의 단면 형상을 직사각 형상으로 하는 경우, 누락 방지의 효과를 얻기 위해서는, 외주측에서의 주위 방향의 폭 치수가 내주측에서의 주위 방향의 폭 치수에 비하여 커지도록 설정해 둘 필요가 있다. 또한, 외주측의 단면 형상을 직사각 형상으로 하는 경우에도, 다른 부분의 구성에 의해 누락 방지의 효과가 얻어지는 경우 등에는, 외주측에서의 주위 방향의 폭 치수가 내주측에서의 주위 방향의 폭 치수와 동일 이하가 되도록 설정하여도 된다.

상기 구성에 따르면, 다음과 같은 작용 및 효과가 얻어진다.

압축기(1)로서는, 냉매가 흐르는 경로가 다음과 같이 된다. 즉, 유입구(5)로부터 유입되는 에어컨의 냉매는, 회전자 코어(12)와 고정자 코어(17)(적층 코어(20) 또는 칩부(21))의 사이를 빠져나가 하부에 이르고, 회전자(8)의 회전에 의해 압축력이 형성된 압축기 기구를 통과하여 토출구(6)로부터 흘러나가는 등의 경로를 더듬어 간다.

소정의 영구 자석(13)으로부터 발생하여 소정의 칩부(21)에 의해 축방향으로 수렴된 자속은, 그 칩부(21)와 고착되어 있는 티스(22), 요크(23) 및 다른 티스(22)를 통과하여, 다른 영구 자석(13)에 복귀된다. 이러한 자기 회로의 구성에 있어서, 영구 자석(13)의 축방향 길이(hc)에 대하여, 적층 코어(20)의 코일(19)이 감겨지는 부분(티스(22))에서의 축방향 길이(ha)가 짧게 되어 있다. 그로 인해, 축방향 길이(hc)가 축방향 길이(ha)와 동일한 종래의 구성에 비하여 코일(19)을 구성하는 동선의 둘레 길이가 짧아지고, 코일(19)의 동손이 저감된다.

단, 축방향 길이(hc)에 대하여 축방향 길이(ha)가 짧은 구성에서는, 영구 자석(13)으로부터 발생하는 자속이 누설되는 것이 우려된다. 그러나, 본 실시 형태에서는, 티스(22)의 선단에 공간이 대하여 무방향성의 압분 철심을 포함하여 이루어지는 칩부(21)가 설치되어 있다. 그리고, 칩부(21)의 축방향 길이(hb)는, 영구 자석(13)의 축방향 길이(ha)와 동일하게 되어 있다. 그로 인해, 영구 자석(13)으로부터 발생하는 자속은 칩부(21)에 의해 축방향으로 수렴된다. 따라서, 영구 자석(13)으로부터 발생하는 자속은 크게 누설되지 않고 수렴되어 적층 코어(20)측에 유입되어, 코일(19)에 쇄교하게 된다. 이와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 상술한 바와 같은 종래의 구성에 비하여 코일(19)에서의 동손 및 적층 코어(20)의 철손이 저감되는, 즉 모터(7)에서의 손실이 저감된다고 하는 효과가 얻어진다.

칩부(21)에 형성된 볼록부(24)를 티스(22)에 형성된 오목부(25)에 수용함으로써, 칩부(21) 및 티스(22)가 고착되어 있다. 즉, 칩부(21) 및 티스(22)의 경계(접촉 부분)는 칩부(21)측이 볼록해지도록 형성되어 있다. 그로 인해, 칩부(21)의 축방향 단면을 보면, 칩부(21)로부터 티스(22)를 향하여 볼록 형상으로 되어 있다. 이와 같은 구성에 따르면, 칩부(21) 및 티스(22)의 경계를 칩부(21)측이 오목해지도록 형성된 구성과 비교하면, 축방향의 단면적이 커진다. 축방향의 단면적이 커짐으로써, 칩부(21)에 있어서 자기 포화가 발생하기 어려워지고, 모터(7)의 토크의 원천이 되는 쇄교 자속량이 많아진다. 또한, 칩부(21) 및 티스(22)의 접촉 부분의 단면적이 커지기 때문에, 접착 면적의 확대 또는 마찰력의 향상에 의해 고착력이 강해진다고 하는 효과가 얻어진다.

또한, 칩부(21)측이 볼록해지도록 형성된 본 실시 형태의 구성에 따르면, 칩부(21)측이 오목해지도록 형성된 구성(이하, 다른 구성이라고 칭함)에 비하면, 다음과 같은 효과도 얻어진다. 즉, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 다른 구성에서는, 칩부(21)의 주위 방향 중앙부는 다른 부분에 비하여 직경 방향의 치수가 작게 되어 있다. 이에 반해, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 구성에서는, 칩부(21)의 주위 방향 중앙부는 다른 부분에 비하여 직경 방향의 치수가 작게 되어 있지 않다. 즉, 다른 구성은, 본 실시 형태의 구성에 비하여, 주위 방향 중앙부에 있어서, 회전자 코어(12)부터 티스(22)까지의 거리가 짧게 되어 있다. 강판을 포함하여 이루어지는 티스(22)는, 압분 철심을 포함하여 이루어지는 칩부(21)에 대하여 자기 저항이 작다. 그로 인해, 다른 구성에서는, 영구 자석(13)으로부터 회전자 코어(12)를 통하여 발해지는 자속은, 티스(22)의 주위 방향 중앙에 집중하여 유입된다(도 5의 (b) 참조). 이와 같이, 자속의 치우침이 발생하면, 모터(7)의 토크의 리플이 발생하여, 그 회전이 원활하게 되지 않고, 나아가 진동이나 소음 등의 문제 발생으로 연결된다. 이에 반하여, 본 실시 형태의 구성에서는, 영구 자석(13)으로부터 회전자 코어(12)를 통하여 발생되는 자속은, 티스(22)의 주위 방향 전체에 걸쳐 대략 균일하게 유입된다(도 4의 (b) 참조). 이와 같이, 본 실시 형태의 구성에서는, 자속의 치우침이 발생하기 어렵기 때문에, 상술한 토크 리플에 기인하는 문제가 발생하는 일이 없다.

상기 구성에 있어서 접촉면에는 미소한 간극이 생기기 쉽다고 생각된다. 그러나, 본 실시 형태에 따르면, 볼록부(24)의 축방향 단부면이 노출되어 있기 때문에 금형으로 직접 가압할 수 있다. 그로 인해, 밀도가 향상되기 쉬워지고, 간극의 형성이 억제된다. 또한, 접촉면의 확대에 의해, 자기 저항의 증가가 억제되고, 쇄교 자속량이 저하하는 사태를 방지할 수 있다. 자기 왜곡을 완화하기 위하여, 가압 성형 후에 예를 들어 600℃ 정도에서의 열처리가 실시되는 경우가 있다. 이러한 경우, 약간이기는 하지만, 볼록부(24)가 수축된다. 이때, 상기 구성에 따르면, 오목부(25)에 있어서 가압시에 확장된 것이 탄성 변형에 의해 복귀됨으로써, 접촉면의 고착력이 유지된다고 하는 효과가 얻어진다. 이와 같이, 본 실시 형태의 구성에 따르면, 접촉 부분에서의 확실한 고착력을 확보할 수 있음과 함께, 쇄교 자속량을 많이 할 수 있기 때문에, 전술한 모터(7)에서의 손실 저감 효과를 확실하게 얻을 수 있다.

일반적으로, 압분 철심은 규소 강판에 비하여 그 비용(가격)이 높다. 따라서, 고정자 코어(17)의 일부분에 압분 철심을 포함하여 이루어지는 칩부(21)를 설치한 상기 구성에 따르면, 고정자 코어(17) 모두를 압분 철심에 의해 구성한 것에 비하면, 고정자 코어(17)의 제조 비용을 낮게 억제할 수 있다. 덧붙여 말하면, 고정자 코어(17) 모두를 압분 철심에 의해 구성한 경우에는, 배경 기술란에서 설명한 바와 같이 압분 철심에 의한 자기 회로가 길어져, 그 결과 쇄교 자속량이 저하된다. 이에 반하여, 본 실시 형태의 구성에 따르면, 상기 문제 발생도 억제된다.

칩부(21)가 되는 압분 철심을 가압 성형할 때, 적층 코어(20) 중 적어도 티스(22)의 일부를, 그 압분 철심의 성형틀 내부에 넣어 일체 성형함으로써, 티스(22)에 칩부(21)가 고착된다. 즉, 압분 철심을 포함하여 이루어지는 칩부(21)를 성형하는 공정과, 칩부(21)를 티스(22)에 설치하는 공정이 동시에 행해진다. 이에 의해, 모터(7)를 제조할 때의 공정이 삭감되어, 제조 비용 저감에 기여할 수 있다고 하는 효과가 얻어진다.

(제2 실시 형태)

이하, 제2 실시 형태에 대하여 도 6을 참조하면서 설명한다.

도 6에 도시하는 본 실시 형태의 압축기(31)가 구비하는 모터(32)(영구 자석 모터에 상당)는, 도 1에 도시한 제1 실시 형태의 모터(7)에 대하여 고정자의 구성이 상이하다. 모터(32)의 고정자(33)는, 모터(7)의 고정자(9)에 대하여, 고정자 코어(17)와 코일(19) 사이를 절연하기 위한 절연 재료로서, 보빈(18) 대신에 수지 몰드(34)(수지에 상당)를 사용하는 점이 상이하다.

본 실시 형태에서는, 적층 코어(20)의 티스(22)에 칩부(21)가 설치된 상태(오목부(25)에 볼록부(24)가 수용된 상태)에 있어서, 그들 티스(22) 및 칩부(21)를 수지 몰드(34)에 의해 일체 성형함으로써, 적층 코어(20)의 티스(22) 선단에 칩부(21)가 고착된다. 코일(19)은 수지 몰드(34)를 개재하여 티스(22)에 감겨진다. 이와 같은 구성에 따르면, 티스(22)에 보빈 등의 절연 재료를 설치하는 공정이 필요 없어지게 되는 만큼 모터(32)를 제조할 때의 공정수가 삭감되어, 제조 비용의 저감에 기여할 수 있다고 하는 효과가 얻어진다.

(제3 실시 형태)

이하, 제3 실시 형태에 대하여 도 7을 참조하면서 설명한다.

도 7에 도시하는 본 실시 형태의 고정자 코어(42)는, 소위 분할 코어로 되어 있다. 즉, 고정자 코어(42)는, 적층 코어(43)(코어부에 상당) 및 6개의 칩부(21)를 갖는다. 적층 코어(43)는, 도 3 등에 도시한 적층 코어(20)와 마찬가지로 6개의 티스(44)(돌극부에 상당) 및 환상의 요크(45)(경로부에 상당)를 구비하고 있다. 6개의 티스(44)는 적층 코어(43)의 내주측에 위치한다. 요크(45)는 적층 코어(43)의 외주측에 위치하는 것이며, 각 티스(44)를 자기적으로 경로한다. 단, 티스(44) 및 요크(45)는 분리 가능하며, 서로 별개로(별체로서) 구성되어 있다.

티스(44)에는, 그 외주면으로부터 외주 방향을 향하여 연장되는 볼록부(46)가 형성되어 있다. 볼록부(46)는, 칩부(21)의 볼록부(24)와 마찬가지의 형상을 이루고 있다. 요크(45)의 내주면에는 오목부(47)가 형성되어 있다. 오목부(47)는, 티스(22)의 오목부(25)와 마찬가지의 형상을 이루고 있다. 볼록부(46)가 오목부(47)에 수용되어 고착됨으로써, 적층 코어(43)가 형성된다.

상기 구성의 고정자 코어(42)의 제조 방법으로서는, 예를 들어 다음과 같은 방법을 채용할 수 있다. 즉, 우선, 요크(45)와 분리된 상태의 6개의 티스(44)와 6개의 칩부(21)가 각각 고착된다. 그 후, 고착된 6조의 티스(44) 및 칩부(21)가 요크(45)에 고착됨으로써, 고정자 코어(42)가 형성된다. 이러한 분할 코어의 구성을 채용한 본 실시 형태에 따르면, 코일(19)을 티스(44)에 감기 쉬워지는 등, 생산 효율이 향상된다고 하는 효과가 얻어진다.

또한, 상기 구성에 따르면, 칩부(21)가 되는 압분 철심을 가압 성형할 때, 티스(44)의 일부 또는 전부만을, 그 압분 철심의 성형틀 내부에 넣어 일체 성형하여 티스(44)에 칩부(21)를 고착하는 것이 용이하게 된다. 이에 의해, 적층 코어(43) 중 적어도 요크(45)에 대해서는, 압분 철심을 성형할 때의 압력이 가해지는 일이 없어져, 그에 수반하는 변형 등의 문제가 발생할 우려가 없어진다.

(그 밖의 실시 형태)

이상, 본 발명의 몇가지 실시 형태를 설명하였지만, 이들 실시 형태는 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규의 실시 형태는, 그 밖의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하며, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다.

본 발명은 영구 자석을 사용한 래디얼 캡 모터를 전반적으로 적용할 수 있다. 따라서, 모터로서는 이너 로터형(내전형)에 한정되지 않고, 아우터 로터형(외전형)이어도 된다. 또한, 모터의 용도로서는 에어컨의 압축기용에 한정되지 않고, 예를 들어 냉장고의 압축기용이나 세탁기의 구동용 등이어도 된다.

칩부(21)에 있어서, 티스(22)보다도 축방향(회전축 방향)으로 돌출된 부분에 볼록부(24)가 존재하는 구성(단부까지 볼록부(24)가 존재하는 구성)이어도 된다. 이와 같은 구성에 따르면, 다음과 같은 장점이 있다. 즉, 상기 각 실시 형태에 있어서 설명한 단부까지 볼록부(24)가 존재하지 않는 구성의 경우, 틀 내에서 압분에 압력을 가하여 굳힐 때, 볼록부(24)에 대해서는 충분한 압력이 가해지지만, 선단부(영구 자석(13)에 면하는 부분=내주부)에 대해서는 충분한 압력이 가해지기 어렵기 때문에, 그들 압력의 조정이 어렵다. 즉, 단부까지 볼록부(24)가 존재하지 않는 구성의 경우, 틀 내에서 압분에 압력을 가하여 굳힐 때, 잘 압력이 가해지지 않는 등의 단점이 있다. 이에 반하여, 단부까지 볼록부(24)가 존재하도록 변경한 구성에서는, 상기 단점이 없다. 단, 단부까지 볼록부(24)가 존재하는 구성의 경우, 티스(22)보다도 축방향으로 돌출된 부분에 존재하는 볼록부(24)가 코일(19)을 감는 작업을 저해하는 요인이 될 수 있다. 또한, 이 경우, 볼록부(24)가 존재하는 부분에 대해서는, 그 볼록부(24)의 양단까지 코일(19)이 감기게 되므로, 그만큼 코일(19)을 구성하는 동선의 둘레 길이가 길어진다고 하는 문제 등이 발생한다.

칩부(21)는, 그 축방향 중 적어도 한쪽 단부가 티스(22)의 축방향의 단부보다도 축방향으로 돌출되도록 하여 티스(22)의 선단에 설치되어 있어도 된다.

칩부(21)에 복수의 볼록부가 형성됨과 함께, 티스(22, 44)에 복수의 오목부가 형성되고, 각 볼록부가 각 오목부에 각각 수용되어 고착됨으로써, 티스(22, 44)의 선단에 칩부(21)가 설치되는 구성이어도 된다.

칩부(21)의 축방향 길이(hb)는, 반드시 영구 자석(13)의 축방향 길이(hc)와 동일하게 설정될 필요는 없다. 예를 들어, 축방향 길이(hb)가 축방향 길이(hc)보다 약간 길게 설정되어도 된다(hb>hc). 이 경우, 영구 자석(13)의 단부로부터의 자속을 한층 많이 도입(수렴)할 수 있다. 또한, 예를 들어 축방향 길이(hb)가 축방향 길이(hc)보다 약간 짧게 설정되어도 된다(hb<hc). 이 경우, 압분 철심에 의해 형성되는 칩부(21)가 작아지는 만큼 고정자 코어(17)의 제조 비용을 낮게 억제할 수 있다.

이들 실시 형태나 그 변형은 발명의 범위나 요지에 포함됨과 함께, 특허청구범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함된다.

Claims

다음의 구성 요소, 즉
ㆍ연자성체로 형성되고, 코어부 및 압분 철심을 포함하는 칩부를 구비한 고정자 코어,
ㆍ상기 고정자 코어에 감겨진 코일을 갖는 고정자,
ㆍ영구 자석을 갖는 회전자
를 구비하여 이루어지며,
상기 코어부는, 단체(單體)로 절연된 강판이 회전축 방향으로 적층 고착되어 있고, 환상의 경로부 및 복수의 돌극부(突極部)를 구비하고,
상기 칩부는, 상기 돌극부의 선단에 설치되는 것이며, 그 회전축 방향 중 적어도 한쪽 단부가 상기 돌극부의 회전축 방향의 단부보다 회전축 방향으로 돌출되는 형상이며, 직경 방향으로 연장되는 1개 또는 복수의 볼록부를 갖고,
상기 돌극부는, 상기 경로부에 의해 자기적으로 경로되며, 상기 경로부로부터 직경 방향으로 연장되고,
상기 돌극부의 선단측의 면에는, 상기 칩부의 볼록부를 수납 가능한 오목부가 형성되어 있고,
상기 칩부의 볼록부가 상기 돌극부의 오목부에 수용됨으로써, 상기 코어부에 상기 칩이 설치되는, 영구 자석 모터.
제1항에 있어서, 상기 칩부가 되는 압분 철심을 성형할 때, 상기 코어부 중 적어도 상기 돌극부의 선단측의 일부를 당해 성형틀 내에 넣어 일체 성형함으로써, 상기 볼록부가 상기 오목부에 수용되는, 영구 자석 모터.
제1항에 있어서, 상기 고정자 코어 중, 상기 돌극부 및 상기 칩부는, 상기 코일과 절연하기 위한 수지에 의해 일체 성형되는, 영구 자석 모터.
제2항에 있어서, 상기 고정자 코어 중, 상기 돌극부 및 상기 칩부는, 상기 코일과 절연하기 위한 수지에 의해 일체 성형되는, 영구 자석 모터.
제1항에 있어서, 상기 경로부 및 상기 돌극부는 별체로 구성되는, 영구 자석 모터.
제2항에 있어서, 상기 경로부 및 상기 돌극부는 별체로 구성되는, 영구 자석 모터.
제3항에 있어서, 상기 경로부 및 상기 돌극부는 별체로 구성되는, 영구 자석 모터.
제4항에 있어서, 상기 경로부 및 상기 돌극부는 별체로 구성되는, 영구 자석 모터.