WO2023182057A1 - 送風装置および空気調和機 - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to a blower device and an air conditioner.
- air blowing devices include an axial gap type motor in which a rotor and a stator of an electric motor are arranged facing each other at a predetermined interval along the axial direction of the rotor, and a blower fan driven by the axial gap type motor.
- Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-171835
- the blower fan of the blower device has an end plate in which a plurality of fan-shaped magnetic chips are arranged in the circumferential direction.
- the rotor of the above-mentioned axial gap type motor is composed of a back yoke made of a magnetic material and a permanent magnet.
- the blower fan is connected to the axial gap type motor by the magnetic attraction force between the back yoke of the rotor and the magnetic chip of the blower fan.
- the magnetic force increases only at specific magnetic poles of the rotor with respect to the magnetic chip placed on the end plate of the blower fan, which increases cogging torque and ripples in the axial attraction force, causing vibrations and vibrations during operation. There is a problem of increased noise.
- the present disclosure proposes a blower device that can suppress vibration and noise during operation, and an air conditioner equipped with the blower device.
- the air blower according to the first aspect of the present disclosure includes: A blower fan having an end plate and a plate member made of a ferromagnetic material or a paramagnetic material provided on the end plate on one side in the axial direction; an axial gap type motor that drives the blower fan and has a rotor including a polar anisotropically oriented magnet member; The rotor of the motor and the plate member of the blower fan are connected by magnetic force.
- the magnetic force does not increase only in a specific magnetic pole, and it is possible to suppress deterioration of cogging torque and ripple of axial attraction force, thereby suppressing vibration and noise during operation. can.
- the rotor of the motor is directly connected to the plate member of the blower fan.
- the air blower according to the third aspect of the present disclosure includes:
- the axial gap type motor includes a stator having a stator core that faces the rotor through an air gap in the axial direction of the rotor, When the stator core is viewed from the axial direction of the rotor, the stator core has a portion that overlaps the plate member.
- leakage of magnetic flux on the end plate side of the rotor can be reduced.
- the entire stator core overlaps the plate member.
- leakage of magnetic flux on the end plate side of the rotor can be reduced compared to when only a part of the stator core overlaps the plate member.
- a radial end portion of the plate member is bent and embedded in the end plate.
- the end plate has a recess into which the rotor is fitted, on the end face on the motor side;
- the recessed portion is formed such that when the rotor is fitted into the recessed portion, a central axis of the blower fan and a central axis of the rotor are located on the same line.
- the assembly work of the blower device becomes easy.
- the air conditioner according to the seventh aspect of the present disclosure includes: The air blowing device according to any one of the first aspect to the sixth aspect is provided.
- vibration and noise during operation can be suppressed.
- FIG. 1 is an external perspective view of a blower device according to a first embodiment of the present disclosure.
- FIG. 2 is a side view of the blower device of the first embodiment before assembly.
- FIG. 2 is a side view of the blower device of the first embodiment after assembly.
- FIG. 2 is an exploded perspective view of the air blower according to the first embodiment. It is a top view of the 1st rotor of the air blower of 1st Embodiment. It is a perspective view of the 1st rotor of the air blower of a 1st embodiment. It is a top view of the plate member of the air blower of 1st Embodiment. It is a perspective view of the plate member of the air blower of 1st Embodiment.
- FIG. 2 is an external perspective view of a blower device according to a second embodiment of the present disclosure. It is a side view of the air blower of 2nd Embodiment. It is an exploded perspective view of the air blower of a 2nd embodiment.
- FIG. 16 is a perspective view of a cross section taken along line XVII-XVII in FIG. 15.
- FIG. FIG. 18 is an enlarged cross-sectional view of the main part of FIG. 17; It is an enlarged sectional view of the principal part of a modification of the blower device of a 1st embodiment. It is an enlarged sectional view of the principal part of a modification of the blower device of a 1st embodiment. It is an enlarged sectional view of the principal part of a modification of the blower device of a 1st embodiment. It is an enlarged sectional view of the principal part of a modification of the blower device of a 1st embodiment. It is an enlarged sectional view of the principal part of a modification of the blower device of a 1st embodiment.
- FIG. 1 is an external perspective view of a blower device 1 according to a first embodiment of the present disclosure.
- the blower device 1 of the first embodiment includes a blower fan 20 and an axial gap type motor M1.
- the blower fan 20 is an example of a centrifugal fan.
- a sirocco fan is used as the ventilation fan 20.
- the blower fan 20 includes a disc-shaped end plate 21, a plurality of blades 22 arranged at intervals in the circumferential direction on one surface of the end plate 21, and a side opposite to the end plate 21 of the plurality of blades 22. It has an annular member 23 to be connected.
- FIG. 2 shows a side view of the blower device 1 before assembly
- FIG. 3 shows a side view of the blower device 1 in a state where the blower fan 20 and the motor M1 are connected.
- FIG. 4 is an exploded perspective view of the blower device 1. As shown in FIG. 4, the plate member 24 of the blower fan 20 and one disc-shaped first rotor 40 of the motor M1 are opposed to each other.
- the plate member 24 is made of a steel plate material.
- blower fan 20 has an annular plate member 24 provided on the other surface of the disk-shaped end plate 21 of the blower fan 20 .
- the ventilation fan 20 has a plate member 24 fixed to the end plate 21 by insert molding.
- end plate 21 of the blower fan 20 itself may be made of a steel plate material, and the end plate 21 may also serve as a plate member, or the entire blower fan may be made of a steel plate material. Further, the material is not limited to steel plate material, and any material may be ferromagnetic or paramagnetic.
- the motor M1 includes first and second disc-shaped rotors 40 and 50, a first bearing 44 that rotatably supports the first rotor 40, and a first bearing 44 that rotatably supports the second rotor 50. It has two bearings 54 and a stator 60 sandwiched between the first and second rotors 40 and 50 from both axial directions.
- FIG. 5 is a plan view of the first rotor 40 of the air blower 1
- FIG. 6 is a perspective view of the first rotor 40 of the air blower 1. Note that the second rotor 50 has the same configuration as the first rotor 40.
- the first rotor 40 includes a fixed part 41 provided in the center and a disc-shaped magnet member 42 provided on the outer periphery of the fixed part 41.
- a first bearing 44 (shown in FIG. 4) is fixed to the inner periphery of the circular hole 42a of the fixed part 41.
- the disc-shaped magnet member 42 is a polar anisotropically oriented plastic magnet.
- S poles and N poles are alternately arranged in the circumferential direction.
- the leakage magnetic flux from the surface opposite to the surface facing the stator 60 is very small compared to the case where parallel-oriented permanent magnets are used, so in this embodiment, the back yoke is is not used.
- FIG. 7 is a plan view of the plate member 24 of the blower fan 20, and FIG. 8 is a perspective view of the plate member 24 of the blower device 1.
- the plate member 24 includes an annular portion 24a, a step portion 24b provided at the inner edge of the annular portion 24a, and a step portion 24c provided at the outer edge of the annular portion 24a.
- the plate member 24 is made of a steel plate material, and also acts as a back yoke for the magnet member 42 of the first rotor 40, increasing the induced voltage and improving rotation performance.
- the plate member 24 is not limited to a steel plate material, and may be any material as long as it is a ferromagnetic material or a paramagnetic material. Further, the plate member 24 may be a polar anisotropically oriented plastic magnet, and in this case, the blades of the blower fan and the plate member can be manufactured by two-color molding.
- the concentricity between the plate member and the end plate is improved compared to insert molding, which reduces vibration when the rotor and the blower fan rotate. Noise and vibration during operation can be further reduced.
- FIG. 9 is a plan view of the stator 60
- FIG. 10 is a perspective view of the stator 60.
- the stator 60 includes a stator core 61 arranged at intervals in the circumferential direction, a coil 62 wound around the stator core 61, and a coil 62 fixed in the axial direction at the center.
- the stator core 61 , the coil 62 , and the shaft 63 are resin-molded into a disc-shaped molded part 64 , and an insulator 65 that insulates the stator core 61 and the coil 62 .
- the stator core 61 faces the first rotor 40 in the axial direction of the first rotor 40 via an air gap G1, and faces the second rotor 40 in the axial direction of the second rotor 50 via an air gap G2. 50 (see Figure 13).
- the air gaps G1 and G2 are, for example, 0.5 mm to 1 mm.
- FIG. 11 is a perspective view of a cross section taken along the line XI-XI in FIG. 2, and FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the line XII-XII in FIG. 3.
- the plate member 24 of the blower fan 20 and the first rotor 40 of the motor M1 are connected by the magnetic force of the magnet member 42.
- blower fan 20 since the blower fan 20 is fixed to the first rotor 40 of the motor M1 by magnetic force, the blower fan 20 can be easily attached and detached. This improves ease of assembly and maintenance.
- FIG. 13 is an enlarged sectional view of the main part of FIG. 12. As shown in FIG. 13, the first rotor 40 of the motor M1 is directly connected to the plate member 24 of the blower fan 20. As shown in FIG. 13, the first rotor 40 of the motor M1 is directly connected to the plate member 24 of the blower fan 20. As shown in FIG. 13, the first rotor 40 of the motor M1 is directly connected to the plate member 24 of the blower fan 20.
- the stator core 61 faces the rotor 40 with an air gap G1 in between in the axial direction of the rotor 40.
- the entire stator core 61 overlaps the plate member 24.
- the plate member 24 is arranged such that the inner diameter of the plate member 24 is smaller than the inner diameter of the stator core 61 and the outer diameter of the plate member 24 is larger than the outer diameter of the stator core 61. is formed. Further, the difference between the outer diameter of the plate member 24 and the outer diameter of the stator core 61 is larger than the difference between the inner diameter of the plate member 24 and the inner diameter of the stator core 61.
- Both ends of the plate member 24 in the radial direction are bent and embedded in the end plate 21. More specifically, in the inner circumferential edge of the plate member 24, the stepped portion 24b extends from the radially inner end of the annular portion 24a to the side opposite to the rotor 40, and then extends toward the radially inner side of the end plate 21. It extends. On the other hand, in the outer peripheral edge of the plate member 24, the stepped portion 24c extends from the radially outer end of the annular portion 24a to the side opposite to the rotor 40, and then extends toward the radially outer side of the end plate 21. ing. Such step portions 24b and 24c are covered with resin, which is the material of the end plate 21, when the blower fan 20 is formed, and are no longer exposed from the end plate 21.
- the end plate 21 has a recess 21a into which the rotor 40 is fitted, on the end surface on the motor M1 side.
- the bottom surface of the recess 21a has a first portion and a second portion provided radially outward from the first portion.
- the second portion is arranged closer to the stator 60 than the first portion.
- the first portion is located on the opposite side of the stator 60 with respect to the second portion.
- a portion of the annular portion 24a is exposed from the second portion.
- the second portion includes the surface of the annular portion 24a on the rotor 40 side.
- the fixed part 41 of the rotor 40 contacts the first part of the recess 21a, and the relatively thin part of the magnet member 42 of the rotor 40 comes into contact with the recess 21a.
- the outer peripheral surface of the magnet member 42 of the rotor 40 contacts the side surface of the recess 21a.
- the recess 21a is formed such that when the rotor 40 is fitted into the recess 21a, the central axis of the blower fan 20 and the central axis of the rotor 40 are located on the same line.
- the end plate 21 is formed to have an outer diameter larger than the outer diameter of the rotor 40. Furthermore, when the rotor 40 is not fitted into the recess 21a, the annular portion 24a of the plate member 24 is exposed.
- the first rotor 40 of the motor M1 and the plate member 24 of the blower fan 20 are connected by the magnetic force of the polar-anisotropically oriented plastic magnets. Since a magnetic chip is used in the magnet, the magnetic force does not increase only at a specific magnetic pole, and it is possible to suppress deterioration of cogging torque and ripple in the axial attraction force. This makes it possible to suppress vibration and noise during operation.
- an example of the air conditioner includes an indoor unit and an outdoor unit connected to the indoor unit via a refrigerant circuit.
- This indoor unit may include the blower device 1.
- the refrigerant circuit includes a compressor, a four-way switching valve, an outdoor heat exchanger, an electric expansion valve, an indoor heat exchanger, an accumulator, and a closing valve.
- the first embodiment described above includes the motor M1 having the first and second rotors 40 and 50, a motor having only the first rotor 40 may be used.
- Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-1718305
- a back yoke is necessary because parallel-oriented permanent magnets are used in the rotor.
- the motor can be used without a back yoke
- the induced voltage is reduced by 35% compared to the case with a back yoke.
- the back yoke may be provided on the end plate of the blower fan instead of on the rotor side, but in that case, the permanent magnet of the rotor and the shaft are fixed with non-magnetic resin, etc. Therefore, a gap is created between the permanent magnet and the back yoke, increasing leakage magnetic flux.
- stator core 61 when the stator core 61 is viewed from the axial direction of the rotor 40, the stator core 61 has a portion that overlaps the plate member 24, thereby reducing leakage of magnetic flux on the end plate 21 side of the rotor 40. can do.
- stator core 61 when the stator core 61 is viewed from the axial direction of the rotor 40, the entire stator core 61 overlaps the plate member 24, compared to when only a part of the stator core 61 overlaps the plate member 24. , leakage of magnetic flux on the end plate 21 side of the rotor 40 can be reduced.
- both ends of the plate member 24 in the radial direction are bent and embedded in the end plate 21, separation of the plate member 24 from the end plate 21 can be suppressed. In other words, the plate member 24 is less likely to fall off.
- the center axis of the blower fan 20 and the center axis of the rotor 40 are located on the same line. becomes easier. Therefore, assembly of the blower device 1 can be facilitated.
- FIG. 14 is an external perspective view of the air blower 2 according to the second embodiment of the present disclosure
- FIG. 15 is a side view of the air blower 2.
- the blower device 2 of the second embodiment has the same configuration as the blower device 1 of the first embodiment except for the second blower fan 30.
- the blower device 2 of the second embodiment includes a first blower fan 20, a second blower fan 30, and an axial gap type motor M1.
- the first blower fan 20 is an example of a centrifugal fan.
- a sirocco fan is used as the first blower fan 20.
- the first blower fan 20 includes a disk-shaped end plate 21, a plurality of blades 22 arranged at circumferential intervals on one surface of the end plate 21, and a plurality of blades 22 opposite to the end plate 21. It has an annular member 23 connecting the sides.
- the second blower fan 30 includes a disk-shaped end plate 31, a plurality of blades 32 arranged on one surface of the end plate 31 at intervals in the circumferential direction, and an end plate 31 of the plurality of blades 32. It has an annular member 33 connecting the opposite sides.
- FIG. 16 is an exploded perspective view of the blower device 2 of the second embodiment. As shown in FIG. 16, the end plate 21 of the first blower fan 20 and one disc-shaped first rotor 40 of the motor M1 face each other, and the end plate 31 of the second blower fan 30 and the motor M1 The other disc-shaped second rotor 50 faces the other rotor 50 .
- the first blower fan 20 also includes an annular plate member 24 provided on the surface of the disk-shaped end plate 21 opposite to the blades 22.
- the first blower fan 20 has a plate member 24 fixed to the end plate 21 by insert molding.
- the plate member 24 is made of a steel plate material.
- the second blower fan 30 has an annular plate member 34 provided on the surface of the disk-shaped end plate 31 opposite to the blades 32.
- the second blower fan 30 has a plate member 34 fixed to the end plate 31 by insert molding.
- the plate member 34 is made of steel plate material.
- FIG. 17 is a perspective view of a cross section taken along line XVII-XVII in FIG. 15.
- the plate member 24 of the first blower fan 20 and the rotor 40 of the motor M1 are connected by magnetic force.
- the plate member 34 of the second blower fan 30 and the second rotor 50 of the motor M1 are connected by magnetic force.
- the first blower fan 20 is fixed to the first rotor 40 of the motor M1 by magnetic force, so the first blower fan 20 can be easily attached and detached.
- the second blower fan 30 is fixed to the second rotor 50 of the motor M1 by magnetic force, the second blower fan 30 can be easily attached and detached. This improves ease of assembly and maintenance.
- FIG. 18 is an enlarged sectional view of the main part of FIG. 17. As shown in FIG. 18, the first rotor 40 of the motor M1 is directly connected to the plate member 24 of the first blower fan 20, and the second rotor 50 of the motor M1 is connected to the plate member of the second blower fan 30. It is directly connected to 34.
- the plate member 34 is formed and arranged similarly to the stator core 61.
- the entire stator core 61 overlaps the plate member 34. Further, both ends of the plate member 34 in the radial direction are bent and embedded in the end plate 31.
- the end plate 31 has a recess 31a into which the rotor 50 is fitted, on the end surface on the motor M1 side.
- This recess 31a is formed such that when the rotor 50 is fitted into the recess 31a, the central axis of the blower fan 20 and the central axis of the rotor 50 are located on the same line.
- the end plate 31 is formed to have an outer diameter larger than the outer diameter of the rotor 50.
- the blower device 2 of the second embodiment has the same effects as the blower device 1 of the first embodiment.
- blower devices 1 and 2 using sirocco fans as the blower fans 20 and 30 have been described, but the present disclosure may be applied to blower devices using other blower fans.
- the difference between the outer diameter of the plate member 24 and the outer diameter of the stator core 61 is larger than the difference between the inner diameter of the plate member 24 and the inner diameter of the stator core 61. , may be made smaller or may be made equal.
- stator core 61 when the stator core 61 is viewed from the axial direction of the rotor 40, the entire stator core 61 overlaps the plate member 24; It's okay.
- stator core 61 when the stator core 61 is viewed from the axial direction of the rotor 40, the entire stator core 61 overlaps the plate member 24, but only a part of the stator core 61 overlaps the plate member 24. You can also do this.
- the blower device 1 may include a blower fan 120 shown in FIG. 19 instead of the blower fan 20.
- the blower fan 120 has a disk-shaped end plate 121 formed similarly to the end plate 21 of the first embodiment.
- An annular plate member 124 made of a steel plate material is provided on the surface of the end plate 121 on the motor M1 side.
- the plate member 124 includes an annular portion 124a, a stepped portion 124b provided at the inner edge of the annular portion 124a, and a stepped portion provided at the outer edge of the annular portion 124a. 24c.
- This plate member 124 is formed to have an inner diameter larger than the inner diameter of the stator core 61 and an outer diameter larger than the outer diameter of the stator core 61.
- stator core 61 and plate member 124 are configured such that plate member 124 covers only a portion of stator core 61 when viewed from the axial direction of blower fan 120 .
- the blower device 1 may include a blower fan 220 shown in FIG. 20 instead of the blower fan 20.
- the blower fan 220 has a disc-shaped end plate 221 formed similarly to the end plate 21 of the first embodiment.
- An annular plate member 224 made of a steel plate material is provided on the surface of the end plate 221 on the motor M1 side.
- the plate member 224 includes an annular portion 224a, a stepped portion 224b provided at the inner edge of the annular portion 224a, and a stepped portion provided at the outer edge of the annular portion 224a. 224c.
- This plate member 224 is formed to have an inner diameter smaller than the inner diameter of the stator core 61 and an outer diameter smaller than the outer diameter of the stator core 61.
- stator core 61 and plate member 224 are configured such that plate member 224 covers only a portion of stator core 61 when viewed from the axial direction of blower fan 220 .
- the blower device 1 may include a blower fan 320 shown in FIG. 21 instead of the blower fan 20.
- the blower fan 320 has a disc-shaped end plate 321 formed similarly to the end plate 21 of the first embodiment.
- An annular plate member 324 made of a steel plate material is provided on the surface of the end plate 321 on the motor M1 side.
- the plate member 324 includes an annular portion 324a, a stepped portion 324b provided at the inner edge of the annular portion 324a, and a stepped portion provided at the outer edge of the annular portion 324a. 324c.
- the plate member 324 is formed so that its inner diameter is larger than the inner diameter of the stator core 61 and its outer diameter is smaller than the outer diameter of the stator core 61.
- stator core 61 and plate member 324 are configured such that plate member 324 covers only a portion of stator core 61 when viewed from the axial direction of blower fan 320 .
- the plate member 24 has the stepped portion 24b on the inner circumferential edge and the stepped portion 24c on the outer circumferential edge. You can also do this.
- the blower device 1 may include a blower fan 420 shown in FIG. 22 instead of the blower fan 20.
- the blower fan 420 has a disk-shaped end plate 421 formed similarly to the end plate 21 of the first embodiment.
- An annular plate member 424 made of a steel plate material is provided on the surface of the end plate 421 on the motor M1 side.
- the plate member 424 has an annular portion 424a and a stepped portion 24b provided at the inner edge of the annular portion 424a, but there is a stepped portion at the outer edge of the annular portion 424a.
- the portion 24c is not provided.
- the outer diameter of the annular portion 424a is set to be larger than the outer diameter of the recessed portion 21a.
- At least one of the blower fans 20 and 30 of the blower device 2 of the second embodiment may also be modified like the blower fans 220, 320, and 420.
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Abstract
送風装置(1)は、端板(21)と、端板(21)に設けられた強磁性体または常磁性体からなる板部材(24)とを軸方向の一方に有する送風ファン(20)と、送風ファン(20)を駆動し、極異方配向の磁石部材(52)を含む回転子(40,50)を有するアキシャルギャップ型のモータ(M1)とを備え、モータ(M1)の回転子(40)と送風ファン(20)の板部材(24)とが磁力により連結されている。
Description
本開示は、送風装置および空気調和機に関する。
従来、送風装置としては、電動機の回転子と固定子とが回転子の軸方向に沿って所定の間隔をもって対向配置されたアキシャルギャップ型モータと、そのアキシャルギャップ型モータにより駆動される送風ファンとを備えたものがある(例えば、特開2005-171835号公報(特許文献1)参照)。
上記送風装置の送風ファンは、扇形状のマグネットチップが周方向に複数配置されたエンドプレートを有する。また、上記アキシャルギャップ型モータの回転子は、磁性材料からなるバックヨークと、永久磁石とで構成されている。上記送風装置は、回転子のバックヨークと送風ファンのマグネットチップとの磁石吸引力によりアキシャルギャップ型モータに送風ファンが接続されている。
上記送風装置では、送風ファンのエンドプレートに配置されたマグネットチップに対して回転子の特定の磁極だけ磁力が大きくなるため、コギングトルクや軸方向吸引力のリップルが増加し、運転時の振動や騒音が大きくなるという問題がある。
本開示では、運転時の振動や騒音を抑制できる送風装置およびその送風装置を備えた空気調和機を提案する。
本開示の第1態様に係る送風装置は、
端板と、上記端板に設けられた強磁性体または常磁性体からなる板部材とを軸方向の一方に有する送風ファンと、
上記送風ファンを駆動し、極異方配向の磁石部材を含む回転子を有するアキシャルギャップ型のモータと
を備え、
上記モータの上記回転子と上記送風ファンの上記板部材とが磁力により連結されている。
端板と、上記端板に設けられた強磁性体または常磁性体からなる板部材とを軸方向の一方に有する送風ファンと、
上記送風ファンを駆動し、極異方配向の磁石部材を含む回転子を有するアキシャルギャップ型のモータと
を備え、
上記モータの上記回転子と上記送風ファンの上記板部材とが磁力により連結されている。
本第1態様によれば、従来のように特定の磁極だけ磁力が大きくなることがなくなり、コギングトルクの悪化や軸方向吸引力のリップルの悪化を抑制できるので、運転時の振動や騒音を抑制できる。
また、本開示の第2態様に係る送風装置では、
上記第1態様に記載の送風装置において、
上記モータの上記回転子が上記送風ファンの上記板部材に直接連結されている。
上記第1態様に記載の送風装置において、
上記モータの上記回転子が上記送風ファンの上記板部材に直接連結されている。
本第2態様によれば、強固な連結力を得ることができる。
また、本開示の第3態様に係る送風装置は、
上記第1態様または第2態様に記載の送風装置において、
上記アキシャルギャップ型のモータは、上記回転子の軸方向においてエアギャップを介して上記回転子と対向する固定子鉄心を有する固定子を備え、
上記固定子鉄心を上記回転子の軸方向から見たとき、上記固定子鉄心は、上記板部材に重なる部分を持っている。
上記第1態様または第2態様に記載の送風装置において、
上記アキシャルギャップ型のモータは、上記回転子の軸方向においてエアギャップを介して上記回転子と対向する固定子鉄心を有する固定子を備え、
上記固定子鉄心を上記回転子の軸方向から見たとき、上記固定子鉄心は、上記板部材に重なる部分を持っている。
本第3態様によれば、回転子の端板側における磁束の漏れを低減することができる。
また、本開示の第4態様に係る送風装置では、
上記第3態様に記載の送風装置において、
上記固定子鉄心を上記回転子の軸方向から見たとき、上記固定子鉄心の全部が上記板部材に重なる。
上記第3態様に記載の送風装置において、
上記固定子鉄心を上記回転子の軸方向から見たとき、上記固定子鉄心の全部が上記板部材に重なる。
本第4態様によれば、固定子鉄心の一部だけが板部材に重なるときと比べて、回転子の端板側における磁束の漏れを低減することができる。
また、本開示の第5態様に係る送風装置では、
上記第1態様から上記第4態様までのいずれか一つに記載の送風装置において、
上記板部材の径方向の端部が屈曲して上記端板に埋め込まれている。
上記第1態様から上記第4態様までのいずれか一つに記載の送風装置において、
上記板部材の径方向の端部が屈曲して上記端板に埋め込まれている。
本第5態様によれば、端板から板部材が分離するのを抑制することができる。
また、本開示の第6態様に係る送風装置では、
上記第1態様から上記第5態様までのいずれか一つに記載の送風装置において、
上記端板は、上記回転子が嵌まる凹部を上記モータ側の端面に有し、
上記凹部は、上記凹部に上記回転子を嵌めたときに、上記送風ファンの中心軸と上記回転子の中心軸とが同一線上に位置するように形成されている。
上記第1態様から上記第5態様までのいずれか一つに記載の送風装置において、
上記端板は、上記回転子が嵌まる凹部を上記モータ側の端面に有し、
上記凹部は、上記凹部に上記回転子を嵌めたときに、上記送風ファンの中心軸と上記回転子の中心軸とが同一線上に位置するように形成されている。
本第6態様によれば、送風装置の組み立て作業が容易になる。
また、本開示の第7態様に係る空気調和機は、
上記第1態様から上記第6態様までのいずれか一つに記載の送風装置を備える。
上記第1態様から上記第6態様までのいずれか一つに記載の送風装置を備える。
本第7態様によれば、運転時の振動や騒音を抑制できる。
以下、実施形態を説明する。なお、図面において、同一の参照番号は、同一部分または相当部分を表わすものである。また、長さ、幅、厚さ、深さ等の図面上の寸法は、図面の明瞭化と簡略化のために実際の尺度から適宜変更されており、実際の相対寸法を表してはいない。
〔第1実施形態〕
図1は、本開示の第1実施形態の送風装置1の外観斜視図である。
図1は、本開示の第1実施形態の送風装置1の外観斜視図である。
第1実施形態の送風装置1は、図1に示すように、送風ファン20と、アキシャルギャップ型のモータM1とを備えている。送風ファン20は、遠心ファンの一例である。この実施形態では、送風ファン20にシロッコファンを用いている。
送風ファン20は、円板状の端板21と、端板21の一方の面に周方向間隔をあけて配列された複数の羽根22と、複数の羽根22の端板21と反対の側を連結する環状部材23を有する。
図2は、送風装置1の組み立て前の側面図を示し、図3は、送風ファン20とモータM1とを連結した状態の送風装置1の側面図である。
図4は、送風装置1の分解斜視図である。図4に示すように、送風ファン20の板部材24とモータM1の一方の円板状の第1回転子40とが対向している。板部材24は、鋼板材料からなる。
また、送風ファン20は、送風ファン20の円板状の端板21の他方の面に設けられた環状の板部材24を有する。送風ファン20は、インサート成形により板部材24を端板21に固定している。
なお、送風ファン20の端板21自体を鋼板材料として端板21が板部材を兼ねてもよく、また、送風ファン全体が鋼板材料で形成されていてもよい。また、鋼板材料に限らず、強磁性体または常磁性体であればよい。
上記モータM1は、円板状の第1,第2回転子40,50と、第1回転子40を回転可能に支持する第1軸受44と、第2回転子50を回転可能に支持する第2軸受54と、第1,第2回転子40,50に軸方向両方から挟まれた固定子60とを有する。
図5は、送風装置1の第1回転子40の平面図であり、図6は、送風装置1の第1回転子40の斜視図である。なお、第2回転子50は、第1回転子40と同一の構成をしている。
第1回転子40は、図5,図6に示すように、中央部分に設けられた固定部41と、固定部41の外周に設けられた円板状の磁石部材42とを有する。固定部41の円穴42aの内周に第1軸受44(図4に示す)が固定される。
円板状の磁石部材42は、極異方配向のプラスチックマグネットである。磁石部材42では、周方向にS極とN極が交互に配置されている。このような磁石部材42では、固定子60と対向する面の反対の側の面からの漏れ磁束が、パラレル配向の永久磁石を用いた場合に比べて非常に小さいので、この実施形態ではバックヨークを用いていない。
図7は、送風ファン20の板部材24の平面図であり、図8は、送風装置1の板部材24の斜視図である。
板部材24は、図7,図8に示すように、環状部24aと、環状部24aの内縁部に設けられた段差部24bと、環状部24aの外縁部に設けられた段差部24cとを有する。
この実施形態では、板部材24は、鋼板材料からなり、第1回転子40の磁石部材42のバックヨークとしても作用し、誘起電圧を増加させて回転性能を向上できる。
なお、板部材24は、鋼板材料に限らず、強磁性体または常磁性体であればよい。また、板部材24を極異方配向のプラスチックマグネットとしてもよく、この場合は、送風ファンの羽根と板部材とを2色成形により製作できる。
送風ファンの羽根と板部材とを2色成形により製作することによって、インサート成形よりも板部材と端板との同心度が向上するので、回転子と送風ファンの回転時のブレが減少し、運転時の騒音や振動をさらに低減できる。
図9は、固定子60の平面図であり、図10は、固定子60の斜視図である。
固定子60は、図9,図10に示すように、周方向に間隔をあけて配置された固定子鉄心61と、固定子鉄心61に巻回されたコイル62と、中央に軸方向に固定されたシャフト63と、固定子鉄心61とコイル62とシャフト63とが樹脂モールドされた円板形状のモールド部64と、固定子鉄心61とコイル62とを絶縁するインシュレータ65とを有する。固定子鉄心61は、第1回転子40の軸方向にエアギャップG1を介して第1回転子40と対向すると共に、第2回転子50の軸方向にエアギャップG2を介して第2回転子50と対向する(図13参照)。エアギャップG1,G2は、例えば0.5mm~1mmである。
図11は、図2のXI-XI線から見た断面の斜視図であり、図12は、図3のXII-XII線から見た断面図である。
図12に示すように、送風ファン20の板部材24とモータM1の第1回転子40とが、磁石部材42の磁力により連結される。
上記送風装置1では、送風ファン20をモータM1の第1回転子40に磁力により固定しているので、送風ファン20の着脱が容易にできる。これにより、組立性、メンテナンス性が向上する。
図13は、図12の要部の拡大断面図である。図13に示すように、モータM1の第1回転子40を送風ファン20の板部材24に直接連結している。
固定子鉄心61は、回転子40の軸方向においてエアギャップG1を介して回転子40と対向する。この固定子鉄心61を回転子40の軸方向から見たとき、固定子鉄心61の全部が、板部材24に重なる。別の言い方をすると、板部材24の内径は、固定子鉄心61の内径よりも小さく、かつ、板部材24の外径は、固定子鉄心61の外径よりも大きくなるように、板部材24が形成されている。また、板部材24の外径と固定子鉄心61の外径との差は、板部材24の内径と固定子鉄心61の内径との差よりも大きくなっている。
板部材24の径方向の両端部は屈曲して端板21に埋め込まれている。より詳しくは、板部材24の内周縁部において、段差部24bは、環状部24aの径方向内側の端部から回転子40とは反対側に延びた後、端板21の径方向内側に向かって延びている。一方、板部材24の外周縁部において、段差部24cは、環状部24aの径方向外側の端部から回転子40とは反対側に延びた後、端板21の径方向外側に向かって延びている。このような段差部24b,24cは、送風ファン20の形成時、端板21の材料である樹脂で覆われて、端板21から露出しなくなる。
端板21は、回転子40が嵌まる凹部21aをモータM1側の端面に有する。この凹部21aの底面は、第1部分と、この第1部分よりも径方向外側に設けられた第2部分とを有する。この第1部分よりも、第2部分の方が、固定子60に近くなるように配置される。別の言い方をすると、第1部分は、第2部分に対して、固定子60とは反対側に位置する。また、第2部分からは、環状部24aの一部が露出している。別の言い方をすれば、第2部分は、環状部24aの回転子40側の面を含む。このような凹部21aに回転子40を嵌めると、回転子40の固定部41が凹部21aの第1部分に接触し、かつ、回転子40の磁石部材42のうちの比較的薄い部分が凹部21aの第2部分に接触し、かつ、回転子40の磁石部材42の外周面が凹部21aの側面に接触する。また、凹部21aに回転子40を嵌めたときに、送風ファン20の中心軸と回転子40の中心軸とが同一線上に位置するように、凹部21aが形成されている。また、端板21は、外径が回転子40の外径よりも大きくなるように形成されている。また、凹部21aに回転子40を嵌めていないときは、板部材24の環状部24aが露出する。
上記第1実施形態の送風装置1によれば、モータM1の第1回転子40と送風ファン20の板部材24とを、極異方配向のプラスチックマグネットの磁力により連結することによって、従来のようにマグネットチップを使用しているために特定の磁極だけ磁力が大きくなるということがなくなり、コギングトルクの悪化や軸方向吸引力のリップルの悪化を抑制できる。これにより、運転時の振動や騒音を抑制できる。
また、モータM1の第1回転子40を送風ファン20の板部材24に直接連結することによって、強固な連結力を得ることができる。
この送風装置1を備える空気調和機では、送風装置1の運転時の振動や騒音を抑制でき、低騒音な空気調和機を実現できる。
上記空気調和機の一例としては、図示しないが、室内機と、この室内機に冷媒回路を介して接続された室外機とを備えている。この室内機が送風装置1を備えてもよい。なお、上記冷媒回路は、圧縮機と、四路切換弁と、室外熱交換器と、電動膨張弁と、室内熱交換器と、アキュムレータと、閉鎖弁とを有する。
上記第1実施形態では、第1,第2回転子40,50を有するモータM1を備えたが、第1回転子40のみを有するモータを用いてもよい。
先行技術の送風装置(特許文献1(特開2005-171835号公報))では、回転子にパラレル配向の永久磁石を使用しているためにバックヨークが必要である。なお、バックヨークなしでもモータとして成り立つが、バックヨークありと比べると誘起電圧が35%低下する。上記先行技術の送風装置において、回転子側ではなく送風ファンのエンドプレートにバックヨークを持たせてもよいが、その場合は回転子の永久磁石とシャフトとを非磁性体の樹脂などで固定するため、永久磁石とバックヨークとの間に隙間が生じて漏れ磁束が大きくなる。
これに対して、第1実施形態の送風装置1では、極異方配向の永久磁石を使用するため、漏れ磁束を小さくできる。
また、固定子鉄心61を回転子40の軸方向から見たとき、固定子鉄心61は、板部材24に重なる部分を持っているので、回転子40の端板21側における磁束の漏れを低減することができる。
また、固定子鉄心61を回転子40の軸方向から見たとき、固定子鉄心61の全部が板部材24に重なるので、固定子鉄心61の一部だけが板部材24に重なるときと比べて、回転子40の端板21側における磁束の漏れを低減することができる。
また、板部材24の径方向の両端部が屈曲して端板21に埋め込まれているので、端板21から板部材24が分離するのを抑制することができる。別の言い方をすると、板部材24の脱落が起き難くなっている。
端板21の凹部21aに回転子40を嵌めたとき、送風ファン20の中心軸と回転子40の中心軸とが同一線上に位置するので、送風ファン20にモータM1を組み付けるときの芯出し作業が容易となる。したがって、送風装置1の組み立てを容易化することができる。
〔第2実施形態〕
図14は、本開示の第2実施形態の送風装置2の外観斜視図であり、図15は、送風装置2の側面図である。この第2実施形態の送風装置2は、第2の送風ファン30を除いて第1実施形態の送風装置1と同一の構成をしている。
図14は、本開示の第2実施形態の送風装置2の外観斜視図であり、図15は、送風装置2の側面図である。この第2実施形態の送風装置2は、第2の送風ファン30を除いて第1実施形態の送風装置1と同一の構成をしている。
第2実施形態の送風装置2は、図14に示すように、第1の送風ファン20と、第2の送風ファン30と、アキシャルギャップ型のモータM1とを備えている。第1の送風ファン20は、遠心ファンの一例である。この実施形態では、第1の送風ファン20にシロッコファンを用いている。
第1の送風ファン20は、円板状の端板21と、端板21の一方の面に周方向間隔をあけて配列された複数の羽根22と、複数の羽根22の端板21と反対の側を連結する環状部材23を有する。
第2の送風ファン30は、円板状の端板31と、端板31の一方の面に周方向に間隔をあけて配列された複数の羽根32と、複数の羽根32の端板31と反対の側を連結する環状部材33を有する。
図16は、第2実施形態の送風装置2の分解斜視図である。図16に示すように、第1の送風ファン20の端板21とモータM1の一方の円板状の第1回転子40とが対向し、第2の送風ファン30の端板31とモータM1の他方の円板状の第2回転子50とが対向している。
また、第1の送風ファン20は、円板状の端板21の羽根22と反対側の面に設けられた環状の板部材24を有する。第1の送風ファン20は、インサート成形により板部材24を端板21に固定している。板部材24は、鋼板材料からなる。
第2の送風ファン30は、円板状の端板31の羽根32と反対側の面に設けられた環状の板部材34を有する。第2の送風ファン30は、インサート成形により板部材34を端板31に固定している。板部材34は、鋼板材料からなる。
図17は、図15のXVII-XVII線から見た断面の斜視図である。
図17に示すように、第1の送風ファン20の板部材24とモータM1の回転子40とが磁力により連結されている。
同様に、第2の送風ファン30の板部材34とモータM1の第2回転子50とが磁力により連結されている。
上記送風装置2では、第1の送風ファン20をモータM1の第1回転子40に磁力により固定しているので、第1の送風ファン20の着脱が容易にできる。同様に、第2の送風ファン30をモータM1の第2回転子50に磁力により固定しているので、第2の送風ファン30の着脱が容易にできる。これにより、組立性、メンテナンス性が向上する。
図18は、図17の要部の拡大断面図である。図18に示すように、モータM1の第1回転子40を第1の送風ファン20の板部材24に直接連結すると共に、モータM1の第2回転子50を第2の送風ファン30の板部材34に直接連結している。
板部材34は、固定子鉄心61と同様に形成および配置されている。例えば、固定子鉄心61を回転子40の軸方向から見たとき、固定子鉄心61の全部が、板部材34に重なる。また、板部材34の径方向の両端部は屈曲して端板31に埋め込まれている。
端板31は、回転子50が嵌まる凹部31aをモータM1側の端面に有する。この凹部31aは、凹部31aに回転子50を嵌めたときに、送風ファン20の中心軸と回転子50の中心軸とが同一線上に位置するように形成されている。また、端板31は、外径が回転子50の外径よりも大きくなるように形成されている。
上記第2実施形態の送風装置2は、第1実施形態の送風装置1と同様の効果を有する。
上記第1,第2実施形態では、送風ファン20,30にシロッコファンを用いた送風装置1,2について説明したが、他の送風ファンを用いた送風装置に本開示を適用してもよい。
本開示の具体的な実施の形態について説明したが、本開示は上記第1,第2実施形態に限定されるものではなく、本開示の範囲内で種々変更して実施することができる。
例えば、上記第1実施形態では、板部材24の外径と固定子鉄心61の外径との差は、板部材24の内径と固定子鉄心61の内径との差よりも大きくなっていたが、小さくなるようにしてもよいし、等しくなるようにしてもよい。
上記第1実施形態では、固定子鉄心61を回転子40の軸方向から見たとき、固定子鉄心61は、全部が板部材24に重なっていたが、全部が板部材24に重ならないようにしてもよい。
上記第1実施形態では、固定子鉄心61を回転子40の軸方向から見たとき、固定子鉄心61は、全部が板部材24に重なっていたが、一部だけが板部材24に重なるようにしてもよい。
例えば、送風装置1は、送風ファン20に換えて、図19に示す送風ファン120を備えてもよい。
送風ファン120は、上記第1実施形態の端板21と同様に形成された円板状の端板121を有する。この端板121のモータM1側の面には、鋼板材料からなる環状の板部材124が設けられている。
板部材124は、上記第1実施形態の板部材24と同様に、環状部124aと、環状部124aの内縁部に設けられた段差部124bと、環状部124aの外縁部に設けられた段差部24cとを有する。この板部材124は、内径が固定子鉄心61の内径よりも大きく、かつ、外径が固定子鉄心61の外径よりも大きくなるように形成されている。これにより、固定子鉄心61および板部材124は、送風ファン120の軸方向から見たとき、板部材124が固定子鉄心61の一部のみ覆うように構成されている。
あるいは、送風装置1は、送風ファン20に換えて、図20に示す送風ファン220を備えてもよい。
送風ファン220は、上記第1実施形態の端板21と同様に形成された円板状の端板221を有する。この端板221のモータM1側の面には、鋼板材料からなる環状の板部材224が設けられている。
板部材224は、上記第1実施形態の板部材24と同様に、環状部224aと、環状部224aの内縁部に設けられた段差部224bと、環状部224aの外縁部に設けられた段差部224cとを有する。この板部材224は、内径が固定子鉄心61の内径よりも小さく、かつ、外径が固定子鉄心61の外径よりも小さくなるように形成されている。これにより、固定子鉄心61および板部材224は、送風ファン220の軸方向から見たとき、板部材224が固定子鉄心61の一部のみ覆うように構成されている。
あるいは、送風装置1は、送風ファン20に換えて、図21に示す送風ファン320を備えてもよい。
送風ファン320は、上記第1実施形態の端板21と同様に形成された円板状の端板321を有する。この端板321のモータM1側の面には、鋼板材料からなる環状の板部材324が設けられている。
板部材324は、上記第1実施形態の板部材24と同様に、環状部324aと、環状部324aの内縁部に設けられた段差部324bと、環状部324aの外縁部に設けられた段差部324cとを有する。この板部材324は、この板部材324は、内径が固定子鉄心61の内径よりも大きく、かつ、外径が固定子鉄心61の外径よりも小さくなるように形成されている。これにより、固定子鉄心61および板部材324は、送風ファン320の軸方向から見たとき、板部材324が固定子鉄心61の一部のみ覆うように構成されている。
上記第1実施形態では、板部材24は、段差部24bを内周縁部に有する一方、段差部24cを外周縁部に有していたが、段差部24b,24cの少なくとも一方を有さないようにしてもよい。
例えば、送風装置1は、送風ファン20に換えて、図22に示す送風ファン420を備えてもよい。
送風ファン420は、上記第1実施形態の端板21と同様に形成された円板状の端板421を有する。この端板421のモータM1側の面には、鋼板材料からなる環状の板部材424が設けられている。
板部材424は、上記第1実施形態の板部材24と同様に、環状部424aと、環状部424aの内縁部に設けられた段差部24bとを有するが、環状部424aの外縁部には段差部24cが設けられていない。また、環状部424aの外径は、凹部21aの外径よりも大きくなるように設定されている。
上記第2実施形態の送風装置2の送風ファン20,30の少なくとも一方においても、送風ファン220,320,420のような変形を行ってもよい。
1,2…送風装置
20,120,220,320,420…送風ファン
21,121,221,321,421…円板状の端板
21a…凹部
22…羽根
23…環状部材
24,124,224,324,424…板部材
30…送風ファン
31…円板状の端板
31a…凹部
32…羽根
33…環状部材
34…板部材
40…第1回転子
41…固定部
42…円板状の磁石部材
42a…円穴
44…第1軸受
50…第2回転子
51…固定部
52…円板状の磁石部材
52a…円穴
54…第2軸受
60…固定子
61…固定子鉄心
62…コイル
63…シャフト
64…モールド部
65…インシュレータ
M1…モータ
20,120,220,320,420…送風ファン
21,121,221,321,421…円板状の端板
21a…凹部
22…羽根
23…環状部材
24,124,224,324,424…板部材
30…送風ファン
31…円板状の端板
31a…凹部
32…羽根
33…環状部材
34…板部材
40…第1回転子
41…固定部
42…円板状の磁石部材
42a…円穴
44…第1軸受
50…第2回転子
51…固定部
52…円板状の磁石部材
52a…円穴
54…第2軸受
60…固定子
61…固定子鉄心
62…コイル
63…シャフト
64…モールド部
65…インシュレータ
M1…モータ
Claims (7)
- 端板(21,31,121,221,321,421)と、上記端板(21,31)に設けられた強磁性体または常磁性体からなる板部材(24,34,124,224,324,424)とを軸方向の一方に有する送風ファン(20,30,120,220,320,420)と、
上記送風ファン(20,30,120,220,320,420)を駆動し、極異方配向の磁石部材(42,52)を含む回転子(40,50)を有するアキシャルギャップ型のモータ(M1)と
を備え、
上記モータ(M1)の上記回転子(40,50)と上記送風ファン(20,30,120,220,320,420)の上記板部材(24,34)とが磁力により連結されている、送風装置(1,2)。 - 請求項1に記載の送風装置(1,2)において、
上記モータ(M1)の上記回転子(40,50)が上記送風ファン(20,30,120,220,320,420)の上記板部材(24,34,124,224,324,424)に直接連結されている、送風装置(1,2)。 - 請求項1または2に記載の送風装置(1,2)において、
上記アキシャルギャップ型のモータ(M1)は、上記回転子(40,50)の軸方向においてエアギャップ(G1)を介して上記回転子(40,50)と対向する固定子鉄心(61)を有する固定子(60)を備え、
上記固定子鉄心(61)を上記回転子(40,50)の軸方向から見たとき、上記固定子鉄心(61)は、上記板部材(24,34,124,224,324,424)に重なる部分を持っている、送風装置(1,2)。 - 請求項3に記載の送風装置(1,2)において、
上記固定子鉄心(61)を上記回転子(40,50)の軸方向から見たとき、上記固定子鉄心(61)の全部が上記板部材(24,34,424)に重なる、送風装置(1,2)。 - 請求項1から4までのいずれか一項に記載の送風装置(1,2)において、
上記板部材(24,34,124,224,324)の径方向の端部が屈曲して上記端板(21,31,121,221,321,421,521)に埋め込まれている、送風装置(1,2)。 - 請求項1から5までのいずれか一項に記載の送風装置(1,2)において、
上記端板(21,31,121,221,321,421)は、上記回転子(40,50)が嵌まる凹部(21a,31a)を上記モータ(M1)側の端面に有し、
上記凹部(21a,31a)は、上記凹部(21a,31a)に上記回転子(40,50)を嵌めたときに、上記送風ファン(20,30,120,220,320,420)の中心軸と上記回転子(40,50)の中心軸とが同一線上に位置するように形成されている、送風装置(1,2)。 - 請求項1から6までのいずれか一項に記載の送風装置(1,2)を備える、空気調和機。
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JP2022045834 | 2022-03-22 | ||
JP2022-045834 | 2022-03-22 |
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WO2023182057A1 true WO2023182057A1 (ja) | 2023-09-28 |
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Family Applications (1)
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PCT/JP2023/009681 WO2023182057A1 (ja) | 2022-03-22 | 2023-03-13 | 送風装置および空気調和機 |
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JP (1) | JP7303479B1 (ja) |
WO (1) | WO2023182057A1 (ja) |
Citations (4)
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JP2005171835A (ja) * | 2003-12-10 | 2005-06-30 | Fujitsu General Ltd | 送風装置 |
WO2005096470A1 (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-13 | Daikin Industries, Ltd. | モータ、送風機、圧縮機及び空気調和機 |
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JP5017802B2 (ja) | 2005-06-06 | 2012-09-05 | 一般財団法人ファインセラミックスセンター | 配向性ゼオライト結晶製造液、これを用いた配向性ゼオライト結晶の製造方法、及び析出物を分離して得られた液体部分からなる分離液 |
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WO2017022007A1 (ja) * | 2015-07-31 | 2017-02-09 | 新電元工業株式会社 | 回転電機ユニット |
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JP7303479B1 (ja) | 2023-07-05 |
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