JP2006280022A

JP2006280022A - 永久磁石同期モータを用いた電動送風機

Info

Publication number: JP2006280022A
Application number: JP2005090909A
Authority: JP
Inventors: Narimasa Nishimura; 成正西村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-03-28
Filing date: 2005-03-28
Publication date: 2006-10-12

Abstract

【課題】永久磁石同期モータでは、損失低減について固定子外径と回転子外径の寸法比が必ずしも最適化されておらず、鉄損と銅損のバランスがとれていない。このため、永久磁石同期モータの高効率化を実現できていない。
【解決手段】固定子鉄心１の外径をφ５０ｍｍ以下とする場合に、残留磁束密度が１．０Ｔ〜１．３５Ｔの永久磁石４を用い、回転数を５００００ｒ／ｍｉｎ以上に設定するときに、回転子鉄心３の外径を固定子外径の０．３２〜０．４３倍とすることで、鉄損と銅損のバランスをとり高効率とすることができる。
【選択図】図１

Description

本件発明はファンを回転駆動する永久磁石同期モータを備えた電動送風機、及びこの電動送風機を備えた電機掃除機に関するものである。

電気掃除機に搭載される電動送風機において、ファンを回転駆動するためのモータとして、一般に固定子の界磁巻線と電機子の界磁巻線とを直列回路で構成し、界磁巻線と電機子巻線間ブラシと整流子との機械的な摺動接触を介して電気的に直列に接続する構成となっているブラシ付きモータが広く用いられている。

しかし、さらなる高速化・小型軽量化、また長寿命化のため、ファンを回転駆動するためのモータとして、近年では永久磁石を用いたブラシレスモータの使用が検討されている。（例えば、特許文献１参照）
特開２００３−１３５３２０号公報

電気掃除機に搭載される電動送風機において、ファンを回転駆動する永久磁石同期モータでは、損失低減について固定子外径と回転子外径の寸法比が必ずしも最適化されておらず、鉄損と銅損のバランスがとれていない。このため、永久磁石同期モータの高効率化を実現できていない。

本件発明は、ファン及びファンを回転駆動するブラシレスモータを備え、前記モータは略円筒形状で内周側に巻線が施された複数のティースを有する固定子と、前記固定子の内周面に対面するように回転自在に収容された略円柱状のコアを有する回転子と、前記回転子のコアに周方向に複数の永久磁石を有する永久磁石同期モータであり、前記永久磁石同期モータにおいて、固定子外径をφ５０ｍｍ以下とする場合に、残留磁束密度が１．０Ｔ〜１．３５Ｔの永久磁石を用い、回転数を５００００ｒ／ｍｉｎ以上に設定するときに、回転子外径を固定子外径の０．３２〜０．４３倍とすることで、鉄損と銅損のバランスをとり高効率とすることができる。

また、前記永久磁石同期モータにおいて、固定子のコアはプレス加工により打ち抜き形成された複数の鋼板を積層して略円環状に形成することにより、固定子における鉄損を低減し、さらに高効率を実現することができる。

また、前記永久磁石同期モータにおいて、回転子のコアはプレス加工により打ち抜き形成された複数の鋼板が積層して略円柱状に形成することにより、回転子における鉄損を低減し、さらに高効率を実現することができる。

また、前記永久磁石同期モータにおいて、回転子のコアは磁石を埋設する軸方向に沿った磁石埋込孔を設け、磁石を埋設することによって、モータを比較的高速で回転駆動した場合にも遠心力による飛散を防止できる。

また電気掃除機において、前記永久磁石同期モータとファンを備えた電動送風機と、この電動送風機の永久磁石同期モータの駆動を制御するモータ制御手段を具備することで、高効率な電動送風機の駆動が実現でき、電力消費を抑制することができる。

上記実施例により明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、回転子外径を固定子外径の０．３２〜０．４３倍とすることで、鉄損と銅損のバランスをとり高効率とすることができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、固定子のコアはプレス加工により打ち抜き形成された複数の鋼板を積層して略円環状に形成することにより、固定子において渦電流の発生を抑制することで鉄損を低減し、さらに高効率を実現することができる。

また、請求項３に記載の発明によれば、回転子のコアはプレス加工により打ち抜き形成された複数の鋼板が積層して略円柱状に形成することにより、回転子において渦電流の発生を抑制することで鉄損を低減し、さらに高効率を実現することができる。

また、請求項４に記載の発明によれば、回転子のコアは磁石を埋設する軸方向に沿った磁石埋込孔を設け、磁石を埋設することによって、モータを比較的高速で回転駆動した場合にも遠心力による飛散を防止できる。

また、請求項５に記載の発明によれば、電気掃除機において請求項１〜４記載の永久磁石同期モータとファンを備えた電動送風機と、この電動送風機の永久磁石同期モータの駆動を制御するモータ制御手段を具備することで、高効率な電動送風機の駆動が実現でき、電力消費を抑制することができる。

また電気掃除機において、前記永久磁石同期モータとファンを備えた電動送風機と、この電動送風機の永久磁石同期モータの駆動を制御するモータ制御手段を具備することで、高効率な電動送風機の駆動が実現でき、電力消費を抑えることができる。

以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。

図１は本発明の実施例における永久磁石同期モータの断面図を示している。図１において１は固定子鉄心、２は電機子巻線、３は回転子鉄心、４は回転子鉄心１に固定された永久磁石であり、固定子外径をφ５０ｍｍ以下とする場合に、残留磁束密度が１．０Ｔ〜１．３５Ｔの永久磁石を用い、回転数を５００００ｒ／ｍｉｎ以上に設定するときに、例えば固定子外径がφ３５ｍｍのときに回転子外径をφ１４ｍｍとし、回転子外径を固定子外径の０．３２〜０．４３倍とすることで、鉄損と銅損のバランスをとり高効率となる。

また、固定子は例えば図２に示すようにプレス加工により打ち抜き形成された磁性を有した鋼板が複数枚積層され、図３に示すように略円環状に形成された固定子鉄心を有しており、固定子において渦電流の発生を抑制することで鉄損を低減し、さらに高効率を実現することができる。

また、回転子は例えば図４に示すようにプレス加工により打ち抜き形成された磁性を有した鋼板が複数枚積層され、図５に示すように略円柱状に形成されたの回転子鉄心を有しており、回転子において渦電流の発生を抑制することで鉄損を低減し、さらに高効率を実現することができる。

また、回転子鉄心は図４に示すように、略中心に位置して軸方向に沿って貫通しロータ軸が貫通する貫通孔６が設けら、さらに回転子鉄心には軸方向に沿って貫通する磁石埋設孔７が設けられており、この磁石埋設孔７に磁石を埋設し回転子を構成することで、モータを比較的高速で回転駆動した場合にも遠心力による飛散を防止できる。

本件発明はファンを回転駆動する永久磁石同期モータを備えた電動送風機、及びこの電動送風機を備えた電機掃除機等として有用である。

本発明の実施例における永久磁石電動機を示す断面図本発明の実施例における固定子鉄心を示す斜視図本発明の実施例における固定子鉄板を示す斜視図本発明の実施例における回転子鉄心を示す斜視図本発明の実施例における回転子鉄板を示す斜視図従来の永久磁石電動機を示す断面図

符号の説明

１固定子鉄心
２電機子巻線
３回転子鉄心
４永久磁石
５磁性を有する鋼板
６ロータ軸貫通孔
７磁石埋設孔

Claims

ファン及びファンを回転駆動するブラシレスモータを備え、前記モータは略円筒形状で内周側に巻線が施された複数のティースを有する固定子と、前記固定子の内周面に対面するように回転自在に収容された略円柱状のコアを有する回転子と、前記回転子のコアに周方向に複数の永久磁石を有する永久磁石同期モータであり、前記永久磁石同期モータにおいて、固定子外径をφ５０ｍｍ以下とする場合に、残留磁束密度が１．０Ｔ〜１．３５Ｔの永久磁石を用い、回転数を５００００ｒ／ｍｉｎ以上に設定するときに、回転子外径を固定子外径の０．３２〜０．４３倍とすることで、鉄損と銅損のバランスをとり高効率となることを特徴とする電動送風機。
固定子のコアはプレス加工により打ち抜き形成された複数の鋼板が積層されて略円環状に形成されたことを特徴とする請求項１記載の電動送風機。
回転子のコアはプレス加工により打ち抜き形成された複数の鋼板が積層されて略円柱状に形成されたことを特徴とする請求項１記載の電動送風機。
回転子のコアは磁石を埋設する軸方向に沿った磁石埋込孔を有する請求項１記載の電動送風機。
請求項１記載の電動送風機と、この電動送風機の永久磁石同期モータの駆動を制御するモータ制御手段を具備したことを特徴とする電気掃除機。