JP2007068250A - 電動機及びそれを用いた圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】 回転子の積厚を確保して性能を向上することができる電動機及び当該電動機を備えた圧縮機を低コストで提供する。
【解決手段】 固定子６とこの固定子６の内側で回転する磁石内蔵回転子７とから成る電動機４において、回転子７は、回転子鉄心１５とこの回転子鉄心１５内に挿入された磁石（永久磁石ＭＧ）とを備え、回転子鉄心１５は、電磁鋼板から成る回転子用鉄板１４を複数枚積層して構成され、各回転子用鉄板１４は、相互に対向する面に突起を有するダボ部２１、２２をそれぞれ備えると共に、ダボ部２１とダボ部２２は、隣接する回転子用鉄板１４において相互に異なる位置とされている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、固定子とこの固定子の内側で回転する磁石内蔵回転子とから成る電動機及び当該電動機を用いた圧縮機に関するものである。

従来より冷蔵庫や空気調和機の冷媒回路を構成する圧縮機では、密閉容器内に電動機と該電動機と直結されて冷媒を圧縮する圧縮要素とが収納されている。電動機は周知の如く固定子とこの固定子の内側で回転する回転子とから構成されている。固定子はドーナッツ状の電磁鋼板から成る固定子用鉄板を複数枚積層した固定子鉄心と固定子コイルから成る。また、回転子は固定子と同様に電磁鋼板から成る回転子用鉄板を複数枚積層した回転子鉄心から構成され、当該回転子鉄心の外周部には切欠が四カ所形成されており、これら切欠間に突極形状の磁極を四カ所形成し、各磁極にはスロットが形成されて各スロット内に永久磁石が埋め込まれている。

そして、回転子は、前記回転子用鉄板を複数枚積層し、これらを相互にカシメて一体化して、回転子鉄心を形成した後、スロット内に永久磁石を埋め込み、両端面を非磁性体から成る端面部材にて覆い、バランスウエイトやオイル分離板等を取り付けた後、これらをリベットにて一体化することにより構成されていた（例えば、特許文献１参照）。
実開平６−８０３４９号公報

ところで、このような圧縮機の電動機では、磁石体積を稼いで性能の向上を図るために、回転子の積厚を固定子の積厚より高くなるように設定していた。しかしながら、係る積厚差により、固定子の固定子用鉄板よりも回転子の回転子用鉄板の積層枚数が少なくなるるため、回転子の金型を製作し、回転子単体を打ち抜かなければならなかった。このため、生産コストが著しく高騰するという問題が生じていた。

本発明は、係る従来技術の課題を解決するために成されたものであり、回転子の積厚を確保して性能を向上することができる電動機を低コストで提供することを目的とする。

本発明の電動機は、固定子とこの固定子の内側で回転する磁石内蔵回転子とから成るものであって、回転子は、回転子鉄心とこの回転子鉄心内に挿入された磁石とを備え、回転子鉄心は、電磁鋼板から成る回転子用鉄板を複数枚積層して構成され、各回転子用鉄板は、相互に対向する面に突起をそれぞれ備えると共に、この突起は、隣接する回転子用鉄板において相互に異なる位置とされているものである。

請求項２の発明の圧縮機は、密閉容器内に請求項１の発明の電動機とこの電動機により駆動される圧縮要素を備えたものである。

本発明の電動機によれば、各回転子用鉄板は、相互に対向する面に突起をそれぞれ備えると共に、この突起は、隣接する回転子用鉄板において相互に異なる位置とされているので、当該突起により隣接する回転子用鉄板間に所定の空隙を形成することができる。

これにより、固定子と同じ枚数の鉄板を積層しても、回転子の積厚の方が高くなり、磁石体積を稼ぐことができるようになる。従って、回転子の単抜き成型及び回転子単体を打ち抜くなどの加工作業を省くことが可能となり、生産性が向上する。

また、請求項２の発明の如く圧縮機を密閉容器内に請求項１の発明の電動機とこの電動機により駆動される圧縮要素により構成することで、高性能の圧縮機を低コストにて製造することが可能となる。

本発明は、電動機の磁石の体積を稼ぐため、回転子の積厚を低コストで確保することを特徴とする。低コストで回転子の積厚を確保するという目的を、隣接する回転子用鉄板において相互に異なる位置に突起を形成することにより実現したものである。

次に、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明の一実施例を示す電動機を備えた圧縮機１の縦断側面図、図２は本発明の電動機の回転子の平面図をそれぞれ示している。図１において、１は密閉容器２内に電動機４と、この電動機４により駆動される圧縮要素５とを備えたレシプロ式圧縮機であり、本体３がコイルバネ３２を介して弾性的に密閉容器２に支持されている。即ち、圧縮機本体３の枠体３Ａに鋳鉄の鋳造により複数箇所一体に形成された上部リテーナ３０と、当該上部リテーナ３０に対応して、密閉容器２内壁に予め固着された金具に取り付けられた下部リテーナ３１との双方に円筒状のコイルバネ３２を挿入し、これによって圧縮機本体３が密閉容器２に弾性的に支持されている。尚、図１では上部リテーナ３０及び下部リテーナ３１を一箇所のみ図示する。

実施例の電動機４は、例えば冷蔵庫や空気調和機の冷媒回路を構成する単シリンダ型のレシプロ式圧縮機の電動機として搭載される集中巻方式のブラシレスＤＣモータであり、固定子６とこの固定子６内で回転する回転子７とから構成される。

固定子６は、電磁鋼板（珪素鋼板）からなる固定子用鉄板９を積層して構成された固定子鉄心１０とこの固定子鉄心１０に巻装された固定子コイル１１とから構成される（固定子コイル１１は図２では図示せず）。この固定子鉄心１０には所定の幅を有して歯部１０Ａが設けられており、この歯部１０Ａの先端は両脇に延長されて回転子７の面に沿った歯部先端部１０Ｂが形成されている。そして、この歯部１０Ａにスロット部１３の空間を利用して固定子コイル１１を直設巻回し、集中直巻方式によって固定子６の磁極を形成している。

一方、回転子７は回転子鉄心１５とこの回転子鉄心１５内に挿入された磁石（永久磁石）ＭＧとから構成されている。回転子鉄心１５は固定子６と同様に電磁鋼板（珪素鋼板）から成る回転子用鉄板１４を複数枚積層することにより構成されており、回転子鉄心１５に形成されたスロット１７内に永久磁石ＭＧが埋め込まれる。

上記各回転子用鉄板１４は回転軸８が貫通するための孔１４Ｃを有した略ドーナッツ形状を呈しており、軸心方向の厚さ寸法（高さ寸法）は、前記固定子用鉄板９の厚さ寸法と略同一となるように設定されている。また、回転軸８が貫通する孔１４Ｃから間隔を存した所定の箇所（積層した際に同じ位置となる箇所）には複数のカシメ部２０が形成される（図３）。また、各回転子用鉄板１４は、相互に対向する面に突起状のダボ部２１、２２が形成されている。

即ち、回転子鉄心１５は、ダボ部２１が形成された回転子用鉄板１４と、ダボ部２１より内側（孔１４Ｃ側）に設けられたダボ部２２が形成された回転子用鉄板１４とを相互に積層することにより構成されている。従って、これらを積層した際、ダボ部２１、２２により隣接する回転子用鉄板１４間には図３に示すような間隙Ｄが構成されることとなる。尚、図中２５は回転子鉄心１５の端面に非磁性体の平板状の端面部材２６、２７及び図示しないバランスウエイトを固定するためのリベット２８を挿入する貫通孔で、２９は各カシメ部２０の内側に穿設されたオイル通路を形成するための孔である。尚、図３は回転子７の回転子用鉄板１４に形成されたカシメ部２０及びダボ部２１、２２を示す断面図であり、実際にはカシメ部２０及びダボ部２１、２２と同じ断面に回転軸８の孔１４Ｃと当該孔１４Ｃとカシメ部２０との間にオイル通路を形成するための孔２９が現れるが、図３では図示しないものとする。

そして、本実施例の回転子７は、前記ダボ部２１を有する回転子用鉄板１４とダボ部２２とを有する回転子用鉄板１４とを順次複数枚積層し、カシメ部２０において相互にカシメて固定することにより回転子鉄心１５が形成される。そして、スロット１７内に永久磁石ＭＧを挿入した後、回転子鉄心１５の上下端に端面部材２６、２７を配置して、スロット１７の開口部を閉塞し、端面部材２６の上面に図示しないバランスウエイト、オイル分離板等を配置して、これらをリベット２８にて回転子鉄心１５に固定することで一体に組み立てられる。

ここで、本実施例の如く固定子６及び回転子７をそれぞれ同じ厚さ寸法の鉄板を同数積層することにより構成した場合であっても、回転子７の回転子用鉄板１４には上記ダボ部２１、２２により隣接する各回転子用鉄板１４間に空隙Ｄが形成されるため、その分、固定子６よりも回転子７の積厚を高くすることができる。

従来の回転子では、回転子専用の金型を製作したり、回転子単体を打ち抜くなどして、回転子の積厚が固定子の積厚が高くなるように構成していた。このため、回転子の加工コストが増大して、その結果、電動機４及び当該電動機４を備えた圧縮機１の生産コストが著しく高騰するという問題が生じていた。

また、回転子を構成する回転子鉄心の体積が増えると磁束の流れが不均等となり、電動機の運転ロスに繋がる恐れもあった。

しかしながら、本発明の如く回転子用鉄板１４に相互に対向する面にそれぞれダボ部２１、２２を形成し、当該ダボ部２１、２２を隣接する回転子用鉄板１４において相互に異なる位置とすることで、ダボ部２１、２２により隣接する回転子用鉄板１４間に空隙Ｄを形成することができるようになる。

これにより、固定子６の固定子用鉄板９と同じ枚数の回転子用鉄板１４を積層して回転子７を構成しても、回転子７の積厚の方が固定子６の積厚より高くすることができる。これにより、回転子の単抜き成型や回転子単体を打ち抜くことなく、磁石体積を稼ぐことが可能となり、電動機４の性能の向上を図ることができるようになる。

これにより、電動機４の生産性が向上する。また、実施例の圧縮機１の如く本発明の電動機４と、この電動機４により駆動される圧縮要素により圧縮機を構成することで、高性能の圧縮機を低コストにて製造することが可能となる。

尚、本実施例では電動機として集中巻式ブラシレスＤＣモータを用いた説明したが、電動機はこれに限らず、固定子とこの固定子内側で回転する磁石内蔵回転子とから電動機であれば構わない。また、実施例ではレシプロ式圧縮機に本発明の電動機４を搭載するものとしたが、ロータリコンプレッサに適用しても差し支えない。

本発明の一実施例の電動機を備えた圧縮機の縦断側面図である。 本発明の一実施例の電動機の平面図である。 図２の電動機の回転子の回転子用鉄板に形成されたダボ部及びカシメ部を示す断面図である。

符号の説明

１ 圧縮機
２ 密閉容器
４ 電動機
５ 圧縮要素
６ 固定子
７ 回転子
９ 固定子用鉄板
１０ 固定子鉄心
１４ 回転子用鉄板
１５ 回転子鉄心
２０ カシメ部
２１、２２ ダボ部

Claims (2)

1. 固定子と該固定子の内側で回転する磁石内蔵回転子とから成る電動機において、
   前記回転子は、回転子鉄心と該回転子鉄心内に挿入された前記磁石とを備え、
   前記回転子鉄心は、電磁鋼板から成る回転子用鉄板を複数枚積層して構成され、各回転子用鉄板は、相互に対向する面に突起をそれぞれ備えると共に、
   該突起は、隣接する前記回転子用鉄板において相互に異なる位置とされていることを特徴とする電動機。
2. 密閉容器内に前記電動機と該電動機により駆動される圧縮要素を備えたことを特徴とする請求項１の電動機を用いた圧縮機。

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