特許 6349243 回転子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6349243

(24)【登録日】2018年6月8日

(45)【発行日】2018年6月27日

(54)【発明の名称】回転子

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/27 20060101AFI20180618BHJP

   H02K 21/14 20060101ALI20180618BHJP

   H02K 15/02 20060101ALI20180618BHJP

【ＦＩ】

   H02K1/27 501D

   H02K21/14 M

   H02K15/02 K

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-253584(P2014-253584)

(22)【出願日】2014年12月16日

(65)【公開番号】特開2016-116346(P2016-116346A)

(43)【公開日】2016年6月23日

【審査請求日】2017年2月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】399048917

【氏名又は名称】日立アプライアンス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098660

【弁理士】

【氏名又は名称】戸田 裕二

(72)【発明者】

【氏名】成田 博文

(72)【発明者】

【氏名】小西 邦明

(72)【発明者】

【氏名】豊田 栄治

(72)【発明者】

【氏名】坂本 国弘

(72)【発明者】

【氏名】宮増 祐卓

【審査官】 ▲桑▼原 恭雄

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−３４１７１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３２０１４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２１７２６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１８８７０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／００９７７１８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ １／２７

Ｈ０２Ｋ １５／０２

Ｈ０２Ｋ ２１／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転子であって、
回転子鉄心と、着磁対象の磁石要素と、が円環状に交互に配置され、
前記回転子鉄心および前記磁石要素の内径側に、径方向へ伸びる補強部材が配置され、
回転軸との連結部材を形成するボス部と、前記回転子鉄心と、前記磁石要素と、前記補強部材と、が樹脂により一体的に固定され、
前記樹脂の固定後の、前記ボス部の軸方向樹脂開口部は周方向に正弦波状の波形を繰り返すことを特徴とする回転子。

【請求項2】

請求項１に記載の回転子であって、
前記ボス部の軸方向樹脂開口部の凹凸の径中心方向を凸部とし、複数の凸部の内接円の直径をφＤとし、前記軸方向樹脂開口部の内周長をＬとしたとき
Ｌ＞φＤ×π
であることを特徴とする回転子。

【請求項3】

請求項２に記載の回転子であって、
前記ボス部の軸方向樹脂開口部の凹凸の各々の数は、樹脂ゲート数と同じであることを特徴とする回転子。

【請求項4】

請求項３に記載の回転子であって、
前記ボス部の軸方向樹脂開口部の周方向に形成する凸部の各々の径方向中心線上に樹脂ゲートを配置したことを特徴とする回転子。

【請求項5】

請求項４に記載の回転子であって、
前記ボス部の軸方向樹脂開口部の凸部または凹部の径方向中心線上に樹脂ゲートを配置し前記凸部または凹部から樹脂ゲートの間に樹脂の肉盗みを設けたものが、少なくとも周方向で一つ以上あることを特徴とする回転子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、埋め込み磁石形回転子を備えたブラシレス電動機の回転子に係り、特に洗濯機の磁石モータに用いる回転子に関する。

【背景技術】

【0002】

ドラム式洗濯乾燥機においては、洗濯槽の回転軸に磁石モータを直結して駆動する方式（ダイレクトドライブ方式、以下、ＤＤ方式という）が主流となっている。通常、ドラム式洗濯乾燥機においては、洗い工程で洗濯槽を低速高トルクで駆動する必要がある。このため、従来から磁石には、高磁束密度のネオジム磁石などが採用されてきた。

【0003】

ただし、この磁石の主原料であるネオジムは、入手困難となる場合もあるため、脱ネオジム化すなわちフェライト磁石化が期待されている。昨今では、この脱ネオジム化も、自動車や医療関連などの特定分野を除き、特に家電分野のモータにおいては、ネオジム磁石に対し比較的安価なフェライト磁石化への移行が急速に進んでいる。

【0004】

しかし、ネオジム磁石の残留磁束密度が１．３Ｔであるのに対し、フェライト磁石の残留磁束密度は０．４５Ｔと小さく（約１／３）、フェライト磁石モータでは大型化するという問題がある。また、磁石の磁束密度が足りない場合には、必要トルクを得るために電流が増えるため、電機子巻線の温度上昇値が高くなるという問題もある。

【0005】

このような問題を回避するための手法として、磁石からの磁束量が磁石の強磁性面の周長に左右されることに着目し、平板フェライト磁石や円弧状フェライト磁石を放射状に配置する技術が知られており、特許文献１には上記した技術内容が記述されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１２−２１７２６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、上記した通りドラム式洗濯乾燥機においては、特に洗濯時に高トルクが必要となるため、フェライト磁石でも汎用材料の磁石ではトルク性能を満たせず、ランタンなどの高価なレアアースを含有した高性能材料の磁石を使用せざるを得ず、ネオジムと同様、コスト的に市場変動の影響を受けやすいリスクがあった。また、磁石の磁束密度に余裕がない場合には、モータの誘起電圧定数も余裕がなく必要トルクを得るためには電流を増やす必要があり、電機子巻線の温度上昇が高くなる傾向にあった。

【0008】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、電機子巻線の冷却性能を高め、電機子巻線に通電する電流値の増加により高トルクを実現でき、また生産性に優れた
成形後の樹脂割れが発生しにくい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】

【0009】

前記目的を達成するため、一例として、本発明は、回転子であって、回転子鉄心と、着磁対象の磁石要素と、が円環状に交互に配置され、前記回転子鉄心および前記磁石要素の内径側に、径方向へ伸びる補強部材が配置され、回転軸との連結部材を形成するボス部と、前記回転子鉄心と、前記磁石要素と、前記補強部材と、が樹脂により一体的に固定され、前記樹脂の固定後の、前記ボス部の軸方向樹脂開口部は周方向に正弦波状の波形を繰り返す。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、冷却フィンを大型化できるので、電機子巻線の冷却効果が高まり、また樹脂割れの発生しにくい、生産性に優れた回転子を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施例が適用される洗濯機の一例を示す模式断面図。

【図2】図１の磁石モータの縦断面図。

【図3】図２の磁石モータの要部を示す周方向断面図。

【図4】回転子の正面と平面を示す図。

【図5】図４の回転子の要部を示す部分断面図。

【図6】モールド部の遠心強度解析結果を示した図。

【図7】空隙寸法と誘起電圧定数の関係を示した図。

【図8】本実施例による回転子の斜視図（部分断面有）。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明するが、本実施形態は以下の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨を損なわない範囲で任意に変更して実施可能である。

【0013】

＜実施例＞
以下本発明について詳細に説明する。

【0014】

図１は、本発明が適用される洗濯機の一例を示す模式断面図である。図１に示すように、洗濯機１は、洗濯物を洗濯する洗濯工程（洗浄工程やすすぎ工程）、脱水工程および乾燥工程の各工程を連続的（必要に応じて選択的）に実行して洗濯物を洗浄乾燥する、いわゆるドラム式の洗濯乾燥機である。なお図１の洗濯機は図示左側が洗濯機全面（前）であり、右側が洗濯機背面（後）を示す側面図を表している。また図示下方が、洗濯機の底部（床部）である。

【0015】

この図のように、洗濯機１は、図示しない洗濯パンなどの床部と接する脚部１ｂを有するベース１ｃに、筐体１ａが支持されて、その前面に、洗濯物を出し入れするためのドア１ｄが備わっている。なお、洗濯機１はドア１ｄの側を正面とし、正面に対する背面側を後側として説明する。

【0016】

筐体１ａの、例えば、正面上部には、利用者が洗濯機１を操作するための操作ボタンおよび利用者が洗濯機１の状態を確認するための表示部等を備える図示しない操作・表示パネルが設けられている。また、例えば背面上部には、水道などの給水源から水を取り込む図示しない取水口や給水弁、および取水口から取り込まれた水を外槽５まで導水する図示しない給水管等が設けられている。

【0017】

筐体１ａの内部には外槽５が備えられている。外槽５は、上下方向に伸縮可能な複数の防振装置３（図１には１つの防振装置３を図示）で下方を支持されるとともに、筐体１ａの上部から、弾性支持体となる吊り下げバネ４ａ、４ｂによって弾性支持されている。

【0018】

また外槽５は、正面側（図示左側）が開口した有底円筒状を呈している。外槽５の内部には、洗濯物が投入される内槽として回転ドラム６が収容されている。回転ドラム６は、有底円筒状外槽５の底部に取り付けられる駆動モータとしての磁石モータ１００とシャフト７を介して接続され、磁石モータ１００の回転駆動によって外槽５内で回転する。そして洗濯機１は、回転ドラム６の回転によって、洗浄工程、すすぎ工程、脱水工程等を実行する。

【0019】

外槽５は、洗濯工程（洗浄工程、すすぎ工程）など、水を使用する工程のときには水が溜まるように構成され、排水工程では貯留していた水を排水するように構成される。このため外槽５の底部には排水弁８ａを介して排水ホース８ｂが接続されている。そして、排水弁８ａが開弁すると、外槽５に溜まっている水が排水ホース８ｂを流れて排水される。

【0020】

図２は、図１の磁石モータ１００を示す縦断面図である。

【0021】

磁石モータ１００は、図２に示すように、固定子１０と、固定子ベース２０と、回転子３０と、軸受を有する軸受ボス部２１と、軸受に回転自在に支持され、回転子３０を固定支持する回転軸２２を主たる構成要素として構成されている。この図２によれば、各機器、部品に付与した記号番号が１０、２０、２１の部分で磁石モータ１００の固定側を構成しており、その他の２２及び３０番台の部分で磁石モータ１００の回転側を構成している。

【0022】

洗濯機組み込み時は外槽５に磁石モータ１００の状態で組み付けるので、その状態で
金属製のフランジ２０をネジで外槽５に取付けられるように、回転子３０にネジを締め
付けるための穴８０（以下、回転子の穴）を設けている。

【0023】

また図２において、固定子１０と回転子３０が対向する部分のうち上部のＡは、永久磁石片３２を含む断面を表示しており、下部のＢは回転子鉄心３１を含む断面を表示している。なお、図２の磁石モータ１００の回転側における他の構成要素３１、３２、３４から３８については、図３、図４を参照して詳細に後述する。

【0024】

図３は、図２の磁石モータ１００の周方向断面を示す図である。この図には固定子１０と回転子３０の対向する部分が拡大して示されている。周方向の対向部分を示す図３において、まず固定子１０の構成を詳細に説明する。固定子１０は、固定子鉄心１０ａに形成された複数のスロット１０ｂ、および集中巻の電機子巻線（固定子コイル）１１が施されて固定磁極１２を形成するティース１０ｃを備えて構成されている。

【0025】

これに対し、固定子１０の内部に配置された回転子３０は、多数の電磁鋼板を積層した回転子鉄心３１を有し、回転子鉄心３１は固定磁極１２の内側面に対向し、固定磁極１２に対して相対移動するように回転する。ここでは、磁石モータ１００の固定磁極１２は、４２個、回転子極数は５６極として、永久磁石片３２には、磁石要素としてフェライトを使用し、薄型、軽量、高トルクの磁石モータ１００を構成しているとする。

【0026】

回転子３０は、図３に示すように、多数の回転子鉄心３１と永久磁石片３２とを、樹脂材（合成樹脂層）３３で一体的に固定して円環状の一次モールド体５１を形成し、この一次モールド体５１と鉄心支持基体（ロータヨーク）３６とボス部（ロータボス）３７を樹脂材（合成樹脂層）３４で一体的に固定して二次モールド体Ｄを形成して構成されている。

【0027】

回転子鉄心３１と永久磁石片３２とは、回転軸中心から放射状に交互に配置され、円筒形状を形成するように並べられている。ここで、永久磁石片３２は、無着磁状態の磁石要素が用いられ、回転子３０の一次モールド体５１を形成した後に、着磁される。すなわち、永久磁石片３２の組み付け時には、永久磁石片３２は磁化されておらず、これにより永久磁石片３２の磁化方向の確認漏れや挿入間違いが生じることがなく、磁化方向を誤ったまま永久磁石片３２が組み込まれてしまうおそれがない。

【0028】

なお回転子鉄心３１の中央部には、空孔３８ａが設けられている。この空孔３８ａには、一次モールド用の樹脂材３３が充填されて融着されるようになっている。

【0029】

隣り合う回転子鉄心３１の間には、永久磁石片３２の外径側（固定子側との対向面側）に空隙４０が形成され、永久磁石片３２の内径側に空隙４１が形成されている。つまり、各永久磁石片３２は、外径側および内径側の両側面が回転子鉄心３１に接触しない構造となっている。これらの空隙４０、４１は、永久磁石片３２の漏れ磁束を低減するように作用し、また着磁時には、永久磁石片３２に磁束が効率的に取り込まれるように作用する。

【0030】

これらの空隙４０、４１に対しても、前記の空孔３８ａと同様に、一次モールド用の樹脂材３３が充填されて融着されるようになっている。つまり、永久磁石片３２は、回転方向両側から回転子鉄心３１で挟持されるとともに、径方向においても、樹脂材３３を介して回転子鉄心３１、３１に支持されている。

【0031】

回転子鉄心３１の内径側となる内側面には、鍵穴形状の凹部３９ａが形成されている。この凹部３９ａには、二次モールド用の樹脂材３４が充填されて融着されるようになっている。これにより回転子３０の高速回転時においても、回転子鉄心３１と永久磁石片３２との連結強度を維持でき、遠心力に抗する強固な固定構造とすることができる。

【0032】

図４は回転子の正面と平面を示した図である。図４の平面図において、断面線Ｅ−Ｅに沿って正面図（図４）が記載されている。図２でも示したように図４の正面図のＡ部が永久磁石片３２を含む断面を表示しており、正面図のＢ部は回転子鉄心３１を含む断面を表示している。

【0033】

この図に示すように回転子３０の内側には、図４の正面図に示すように、補強部材としての鉄心支持基体３６を介して、シャフト連結部材としてのボス部３７が設けられている。鉄心支持基体３６とボス部３７とは、二次モールド用の樹脂材３４で覆われて回転子３０に一体的に支持されている。

【0034】

このボス部３７は、回転子を回転軸（図示せず）に固定するナット（図示せず）を配置するために、ボス部３７の表面がナットよりも若干大きい径にて露出するように樹脂成形がなされる軸方向樹脂開口部を有する。

【0035】

この時、樹脂の熱収縮速度に差が表れ、内部応力に部分的な差が生じやすいため本実施例では、波形リブ３５をボス部３７周辺の軸方向樹脂開口部に設けている。

【0036】

周囲温度の変化により、樹脂の成形後の収縮応力は放射状に径方向に作用するが従来構造の円形状リブでは内部応力が集中しやすく、内部応力による割れが発生しやすい構造となっていたが、これを波形リブ３５に変更することで、放射状に働く収縮応力が波形形状部分で分散され応力集中しにくい構造となるので、割れが発生しにくい。

【0037】

なお波形リブ３５の内径側周長をＬ、各々の山部８２の頂点を結ぶ内接円の直径をφＤとした時、ＬとφＤの関係は Ｌ＞φＤ×π となるようにしている。

【0038】

本実施例の回転子では樹脂ゲート８４を１２個配置している。波形リブ３５部にはボス部３７の中心方向に向かい、凸部８２と凹部８３が周方向に交互に配置され、各々の数は樹脂ゲート８４の数と同一としている。

【0039】

さらに、樹脂ゲート８４の位置と波形リブ３５の凸部８２の径方向距離が大きい場合には、凸部８２の樹脂ゲート８４側に、略三角形の肉盗み部８１を設けることで、さらに熱収縮応力に対して応力分散がなされ、割れにくい構造にすることができる。

【0040】

この肉盗み部８１は樹脂ゲート８４の位置と凸部８２間の径方向距離がある程度以上あることが設置条件となり、本実施例ではその距離条件を満たした６箇所にこの肉盗み部８１を設けているが、他の樹脂ゲート８４の位置についても距離条件を満たせば、この肉盗み部８１を設置でき、さらに樹脂割れが発生しにくい回転子を提供できる。

【0041】

樹脂割れの内部応力が発生する要因としては、ボス部３７周辺部から回転子の穴８０へかけての径方向の樹脂成形において成形後の熱収縮により応力が発生するが、これが割れに至るのは、回転子の穴８０側の樹脂は径方向においてロータヨーク側面部により径方向位置が固定されるのに対して、内径側のボス部３７周辺の樹脂はかかる場所がなく自由であるため、累積する熱収縮時の応力ひずみはこの部分に現れ、よって割れが発生しやすくなる。

【0042】

なおこの樹脂割れ品の構造体としての強度影響は殆どなく、高速回転試験や軸方向の荷重試験などの試験結果においても、強度や性能に変化がないことが確認できている。

【0043】

図５は、図４のＢ部について詳細に示したものであり、この図５を用いて本実施例における鉄心支持基体３６の位置や関連寸法に関し、以下の通り説明する。まず、二次モールド体を形成する樹脂材３４のうちの一部（内周側壁面樹脂７０）が、鉄心支持基体３６の外径端を把持する把持部と、この把持部から軸方向の両側へ伸びて回転子鉄心３１を含む一次モールド体と結合させる結合部とを有している。このような構成とすることで、鉄心支持基体３６を、回転子鉄心３１の軸方向の幅寸法内に位置させることができる。

【0044】

具体的には、回転子鉄心３１の軸方向寸法をＲＡとし、回転子鉄心３１の軸方向内側端部（軸方向寸法ＲＡの左端部）から鉄心支持基体３６の軸方向内側端部（厚さ寸法ＲＴの左端部）までの寸法をＲＢとしたとき、ＲＢ÷ＲＡが０．３７以上０．５２以下の範囲内になるように設定されている。このため、鉄心支持基体３６が回転子鉄心３１の厚さ（軸方向）寸法の略中央位置に配置され、回転子３０の回転による遠心力変位量を抑制できる。なお、回転子鉄心３１の軸方向外側端部から鉄心支持基体３６の軸方向外側端部までの寸法についても、回転子鉄心３１の軸方向寸法ＲＡで割ったときの値は、０．３７以上０．５２以下の範囲内にある。

【0045】

さらに、回転子３０の内周側壁面樹脂７０は、鉄心支持基体３６の軸方向厚み寸法ＲＴの中心面を基準面として、冷却フィン７１側と反冷却フィン側に略対称に形成されている。つまり、内周側壁面樹脂７０の冷却フィン７１側かつ反鉄心支持基体３６側における内径寸法をφＲＣ、鉄心支持基体３６側における内径寸法をφＲＤとし、同じく反対側（反冷却フィン側）かつ反鉄心支持基体３６側における内径寸法をφＲＥ、鉄心支持基体３６側における内径寸法をφＲＦとしたとき、各寸法の関係は、φＲＣ≒φＲＥ、φＲＤ≒φＲＦとなるようにしている。

【0046】

また、結合部の内径側には、内周側壁面樹脂７０が径方向中心に向かって一部せり出すようにして内周側壁面の凸部を形成している。この凸部は鉄心支持基体３６と内周側壁面樹脂７０とを連結して一体となった形状を持ち、凸部形状の内径方向端部は鉄心支持基体３６の外径端に対して内径側に位置するような構造となっている。そのため、この凸部は鉄心支持基体３６によって内周側壁面樹脂７０を支える働きをし、回転子鉄心と磁石要素から構成される回転子外周部の屈曲強度を向上することが出来る。すなわち、加振力が集中する外径側の把持箇所の剛性を高めることで、振動・騒音の低減が可能となる。このとき、この凸部は鉄心支持基体３６を中心面として略対称となるような構造であり、ロータ外径の軸方向変位を両側から抑制することができる。

【0047】

さらに、結合部の内径側には、軸方向の両端部に向けて外径側へ傾斜する傾斜面が形成されている。すなわち、内周側壁面樹脂７０には、抜きテーパを設けているので、φＲＣ＞φＲＤ、φＲＥ＞φＲＦとなる。このように、内周側壁面樹脂７０および内周側壁面の凸部を略対称に形成することで、回転子３０の径中心方向に向かう成形後の樹脂収縮応力が、冷却フィン７１側と反冷却フィン側とで略同じになるため、回転子３０の外周面が軸方向に傾きにくくなり、回転子３０の外周面の円筒度精度が向上する。

【0048】

また、軸方向の外側へ伸びる冷却フィン７１の外径側壁面７４と、同じく軸方向の外側へ伸びる内周側壁面樹脂７０の結合部の内径側壁面との間には、空間を形成しており、径方向に接続はされていない。したがって、冷却フィン７１の樹脂熱収縮応力が、回転子３０の外周面に作用することがなく、同様に回転子３０の外周面の円筒度精度が向上する効果がある。

【0049】

なお、電機子巻線１１を冷却する風を発生させる冷却フィン７１は、図５に示すように、軸方向の起点を鉄心支持基体３６の外側端の位置とし、軸方向の終点を回転子鉄心３１の外側端を超えてボス部３７を覆う樹脂の外側端の位置とした。このように、冷却フィン７１を軸方向に大きく伸ばす構成とすることで、回転子全体の軸方向厚さ寸法を変えなくとも、冷却フィン７１の形状を大きくできるため、従来構造品と比べて冷却効果を向上することが可能となる。冷却効果が向上すると、電機子巻線１１に通電する電流値も増やせるため、残留磁束密度の小さい磁石への置き換えもでき、安価な回転子が提供できる。

【0050】

図６に、従来構造と本実施例構造とにおける、所定回転数での遠心力による回転子３０の変位量の強度解析結果を示す。この解析結果によれば、従来構造での最大変位量が０．０７８ｍｍであるのに対し、本実施例の構造では従来構造に対し２割程度の０．０１６ｍｍまで最大変位量が抑制されていることが分かる。前述までの効果として、回転子３０の外周面の変位量が抑制できるので、回転子３０の外形寸法を従来構造品よりも大径化でき、これにより回転子３０と固定子１０の間で形成される空隙部７２の寸法を小さくすることが可能となる。空隙部７２の寸法が小さくなると、回転子３０の永久磁石片３２と電機子巻線１１の距離が短くなり、電機子巻線１１に到達する永久磁石片３２からの磁束量が増加するため、誘起電圧定数が大きくなる。この誘起電圧定数が大きくなると、回転子３０に構成される永久磁石片３２を選定する際に、残留磁束密度の低いレアアースレスの汎用材料の磁石を選択することが可能となる。

【0051】

つまりドラム式洗濯機など、高負荷トルクが要求される駆動用モータに関し、従来構造では、高トルク化に必要な誘起電圧定数仕様を満たすために、フェライト磁石は高性能材料（高残留磁束密度）を使用せざるを得なかったが、本実施例によれば比較的安価な汎用材料の磁性材グレードを選択できる。ここで、フェライト磁石について補足説明すると、一般に高性能材料ではランタンなどのレアアースを用いて高磁束密度化をしており、価格的に市場変動の影響を受けやすいリスクがあったが、本実施例によればレアアースを用いない汎用材料の磁性材グレードを選択できるためコスト的に安価となる。

【0052】

上記効果を更に図７で説明する。図７は固定子１０の内径寸法と回転子３０の外径寸法の差で生じる空隙部７２の寸法と誘起電圧定数の関係を表したものであり、従来構造品と、実施例構造品の各サンプルをとり、各構造品の近似直線を記したものである。Ｘ軸には固定子１０の内径寸法と回転子３０の外径寸法の差で生じる空隙部７２の寸法（ｍｍ）をとり、Ｙ軸の誘起電圧定数は、従来構造品の空隙部７２の寸法が０．６６（ｍｍ）時の誘起電圧定数を１とした場合の変化割合を(ｐ.ｕ)で、Ｙ軸に示す。

【0053】

本実施例の回転子３０の遠心力に対する最大変位量は、先述したとおり従来構造品に対し、２割程度に抑制できることから、回転子３０の外径寸法を大きくし、空隙部７２の寸法を０．０５（ｍｍ）小さくしている。このため、従来構造品では永久磁石片３２の磁石材料に、ランタンなどのレアアースを含有した高性能材料を使用していたが、残留磁束密度が低下するレアアースフリーの汎用材料を使用しても、従来構造品と同じ水準まで誘起電圧定数が得られる。

【0054】

永久磁石片３２の高性能材料には、上記したランタンなどのレアアースのほかにも、コバルトなどの高価なレアメタルも含有しているが、これらも汎用材料には含有しないため、高価格材料の市場変動影響を受けず、またコスト的に安価となる。

【0055】

以上、回転子３０の外径寸法を大きくし、永久磁石片３２の磁石材料をレアアースフリーとした効果を述べてきたが、仮に永久磁石片３２の磁石材料を変更できない場合を想定しても、回転子３０の外径寸法大きくし、空隙部７２の寸法を小さくした場合には、先述したとおり誘起電圧定数が大きくなるから、この場合は固定子１０側の電機子巻線１１のターン数を減らすなどの対応ができ、巻線使用量が低減できる。また製造にかかる時間もターン数の減少で低減できるので、こちらについても、前述同様に性能を落とすことなく安価なモータを提供できる。このことから磁石モータの構成材料である磁石材料や巻線材の銅、鉄心の電磁鋼板等々の市場動向を鑑みて、選択肢に幅ができる。

【0056】

また図８に示す通り樹脂材３４においては、従来品に対して使用量を低減すべく肉盗み部７３を多用しているが、これにより、樹脂材３４の樹脂使用量が低減できるので安価となり、また重量も低下するので軽量化にも寄与する。さらに樹脂領域が減少すると、対象部位の減少から残留応力による樹脂割れの懸念も低減できるので、品質的にも向上したモータの回転子３０を提供できる。

【0057】

また、この樹脂材３４で二次モールド体Ｄを形成するときには、鉄心支持基体３６の径方向へ伸びる部分の軸方向の外側に、冷却フィン７１もあわせて形成される。本実施例では、図５に示すように、ボス部３７の外径側端の軸方向内側端（図５の左側端）よりも、さらに軸方向内側（図５の左側）に、鉄心支持基体３６を位置させ、冷却フィン７１を設置するためのスペースを確保している。そして、冷却フィン７１の軸方向の幅寸法を、ボス部３７の外径側端の軸方向寸法と比べて大きくした。すると、従来構造に対して、冷却フィン７１の形状が大きくでき、結果として冷却効果が向上する。冷却効果が向上すると、電機子巻線１１の温度上昇が抑制できるため、電流入力値を増やすことができ、モータの高トルク・高出力化が可能となる。

【0058】

さらに、この冷却フィン７１は、点検時などにおいて、サービスマンが回転子３０を取り外し交換する際の取手部としても機能しており、本実施例の構成によれば、ペンチ等の工具でつかみやすい大きな形状となるので作業性がよい。

【0059】

本実施例における冷却フィン７１の効果は、従来構造品の回転子、つまり鉄心支持基体３６をボス部３７と同様に軸方向の外側端に配置した場合と比べて、冷却フィン７１の冷却効果が約２倍になることが、ドラム式洗濯乾燥機の実機組み込時における、電機子巻線の温度上昇試験において確認されている。この効果の要因は、従来構造品と異なり、
図５に示すように冷却フィン７１を、軸方向の起点が鉄心支持基体３６側となるようにし、軸方向の終点がボス部３７（樹脂で覆われた部分を含む）側となるようにし、冷却フィン７１の形状を大きくした点にあると考えられる。なお、図５の構造に限らず、冷却フィン７１の軸方向の終点（外側端）が、回転子鉄心３１の軸方向の外側端よりも、外側に位置していれば、冷却フィン７１をある程度大きくでき、十分な冷却効果を達成できる。

【0060】

冷却効果が向上すると、電機子巻線の温度が下がるため、電機子巻線に流す電流を増やすことができる。つまりモータ定数が同一であるならば、電流を増やして出力トルクを増やすことができる。一方トルクが充分足りている場合には、電機子巻線のターン数を減らすことができ、コストを低減できる。

【0061】

またターン数を減らす場合には、固定子コアのスロット部に占める巻線割合が低下するため電機子巻線の線径を太くすることも可能となり、この場合は巻線抵抗が減るので、導体損失が低減し、消費電力が低減する。

【符号の説明】

【0062】

３０：回転子
３１：回転子鉄心
３２：永久磁石片
３３：樹脂材（合成樹脂層）
３４：樹脂材（合成樹脂層）
３５：波形リブ
３６：鉄心支持基体（ロータヨーク）
３７：ボス部（ロータボス）
３８ａ：空孔
３９ａ：鍵穴形状の凹部
４０、４１：空隙
５１：円環状の一次モールド体
６０：外側着磁ヨーク
６１：内側着磁ヨーク
７０：内周側壁面樹脂
７１：冷却フィン
７２：空隙部（固定子回転子間）
７３：肉盗み部（ロータヨーク部）
７４：外周方向壁面（冷却フィン）
８０：回転子の穴
８１：肉盗み部（ロータボス部）
８２：凸部（波形リブ部）
８３：凹部（波形リブ部）
８４：樹脂ゲート
Ｄ：二次モールド体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】