JP2012120365A - ロータ、モータおよび圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】バランスウェイトの遠心力を複数本のリベットで保持する必要がなく、また、複数本のリベットを介した磁束の漏れを防止できるロータを提供する。
【解決手段】ロータコア３１の軸方向の端面に位置する端板３４は、バランスウェイト３７の外周面を拘束する拘束面３４１を有する。このため、ロータコア３１の回転によってバランスウェイト３７に負荷される遠心力を、端板３４の拘束面３４１で受けることができる。
【選択図】図２

Description

この発明は、ロータ、モータおよび圧縮機に関する。

従来、ロータとしては、ロータコアと、上記ロータコアの軸方向の両端面に位置する端板と、上記端板上に位置するバランスウェイトとを備えたものがある（特開２００９−２２５６３９号公報：特許文献１参照）。

上記バランスウェイトは、複数本のリベットによって、上記ロータコアに取り付けられていた。つまり、ロータコアの回転によってバランスウェイトに負荷される遠心力を、複数本のリベットで保持していた。ここで、一般的に、リベットのロータコアに対する位置は、ロータコアに埋設される磁石の位置等により、制約を受ける。

しかしながら、上記従来のロータでは、上記バランスウェイトの遠心力を複数本のリベットで保持していたので、複数本のリベットのロータコアに対する位置の制約が多くなって、バランスウェイトの形状の制約が多くなる問題があった。また、バランスウェイトを複数本のリベットで保持しているため、バランスウェイトを磁性材料で成形した場合に、複数本のリベットを介して磁束が漏れる問題があった。

特開２００９−２２５６３９号公報

そこで、この発明の課題は、バランスウェイトの遠心力を複数本のリベットで保持する必要がなく、また、複数本のリベットを介した磁束の漏れを防止できるロータを提供することにあり、さらに、このロータを有するモータ、および、このモータを有する圧縮機を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明のロータは、
ロータコアと、
上記ロータコアの軸方向の両端面に位置する端板と、
上記端板に取り付けられたバランスウェイトと
を備え、
上記端板は、上記バランスウェイトの外周面、内周面または側面の少なくとも何れか一つを拘束する拘束面を有することを特徴としている。

この発明のロータによれば、上記端板は、上記バランスウェイトの外周面、内周面または側面の少なくとも何れか一つを拘束する拘束面を有するので、ロータコアの回転によってバランスウェイトに負荷される遠心力を、端板の拘束面で受けることができる。

このため、バランスウェイトの遠心力を複数本のリベットで保持する必要がなくて、形状制約の少ない安価なバランスウェイトを使用することができる。また、バランスウェイトを磁性材料で成形しても、バランスウェイトを複数本のリベットで保持する必要がないため、複数本のリベットを介した磁束の漏れを防止できる。

また、一実施形態のロータでは、上記端板は、上記バランスウェイトの外周面を拘束する拘束面を有する。

この実施形態のロータによれば、上記端板は、上記バランスウェイトの外周面を拘束する拘束面を有するので、バランスウェイトの遠心力を端板の拘束面で一層確実に保持することができる。

また、一実施形態のロータでは、
上記拘束面は、嵌込溝の外周面であり、
上記嵌込溝は、上記バランスウェイトの形状に対応するように形成されていて、上記バランスウェイトが嵌め込まれている。

この実施形態のロータによれば、上記嵌込溝は、上記拘束面を含み、上記バランスウェイトの形状に対応するように形成されていて、上記バランスウェイトが嵌め込まれているので、バランスウェイトの遠心力を保持するリベットが不要となる。

また、一実施形態のロータでは、
上記拘束面は、嵌込溝の外周面であり、
上記嵌込溝は、上記ロータコアの軸を中心とした環状に形成されている。

この実施形態のロータによれば、上記嵌込溝は、上記拘束面を含み、上記ロータコアの軸を中心とした環状に形成されているので、嵌込溝を容易に形成できる。

また、この発明のモータは、
上記ロータと、
このロータの外周側を囲むように配置されたステータと
を備えることを特徴としている。

この発明のモータによれば、上記ロータを備えるので、安価で信頼性の高いモータを提供できる。

また、この発明の圧縮機は、
密閉容器と、
この密閉容器内に配置された圧縮要素と、
上記密閉容器内に配置されると共に上記圧縮要素を回転軸を介して駆動する上記モータと
を備えることを特徴としている。

この発明の圧縮機によれば、上記モータを備えるので、安価で信頼性の高い圧縮機を提供できる。

この発明のロータによれば、上記端板は、上記バランスウェイトの外周面を拘束する拘束面を有するのでバランスウェイトの遠心力を複数本のリベットで保持する必要がなく、また、複数本のリベットを介した磁束の漏れを防止できる。

この発明のモータによれば、上記ロータを備えるので、安価で信頼性の高いモータを提供できる。

この発明の圧縮機によれば、上記モータを備えるので、安価で信頼性の高い圧縮機を提供できる。

本発明のロータを用いた圧縮機の第１実施形態を示す縦断面図である。 ロータの断面図である。 ロータの平面図である。 本発明のロータの第２実施形態を示す平面図である。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、この発明のロータを用いた圧縮機の第１実施形態である縦断面図を示している。この圧縮機は、密閉容器１と、この密閉容器１内に配置された圧縮要素２およびモータ３とを備えている。この圧縮機は、ロータリ圧縮機である。

上記密閉容器１の下側側方に、吸入管１１を接続する一方、密閉容器１の上側に吐出管１２を接続している。上記吸入管１１から供給される冷媒ガスは、上記圧縮要素２の吸込側に導かれる。

上記モータ３は、上記圧縮要素２の上側に配置され、上記圧縮要素２を回転軸４を介して駆動する。上記モータ３は、上記圧縮要素２から吐出された高圧の冷媒ガスが満たされる上記密閉容器１内の高圧領域に配置されている。

上記圧縮要素２は、シリンダ状の本体部２０と、この本体部２０の上下の開口端のそれぞれに取り付けられた上端部８および下端部９とを備える。

上記回転軸４は、上端部８および下端部９を貫通して、本体部２０の内部に挿入されている。上記回転軸４は、圧縮要素２の上端部８に設けられた軸受２１と、圧縮要素２の下端部９に設けられた軸受２２により回転自在に支持されている。

上記本体部２０内の回転軸４にクランクピン５が設けられ、このクランクピン５に嵌合されて駆動されるピストン６とそれに対応するシリンダとの間に形成された圧縮室７により圧縮を行う。ピストン６は、偏芯した状態で回転し、または、公転運動を行い、圧縮室７の容積を変化させる。

上記モータ３は、上記回転軸４に固定された円筒形状のロータ３０と、上記ロータ３０の外周側を囲むように配置されたステータ４０とを有する。上記ステータ４０は、上記ロータ３０の径方向外側にエアギャップを介して配置されている。つまり、上記モータ３は、インナーロータ型のモータである。

上記ロータ３０は、円柱状のロータコア３１と、このロータコア３１に埋設された磁石３２とを有する。上記ステータ４０は、環状のステータコア４１と、このステータコア４１に巻回されたコイル４２とを有する。

上記ロータコア３１の軸方向の両端面には、それぞれ、上側の端板３４および下側の端板３５が配置されている。この上下の端板３４，３５のそれぞれには、上側のバランスウェイト３７および下側のバランスウェイト３８が取り付けられている。

図２と図３に示すように、上記上側の端板３４は、上記上側のバランスウェイト３７の外周面を拘束する拘束面３４１を有する。この拘束面３４１は、嵌込溝３４０の外周面である。この嵌込溝３４０は、バランスウェイト３７の形状に対応するように形成されていて、バランスウェイト３７が嵌め込まれている。なお、図３において、バランスウェイト３７の外周面と拘束面３４１との間を、隙間をあけて描いているが、実際は、バランスウェイト３７の外周面と拘束面３４１とは接触している。

なお、上記下側の端板３５についても、上記上側の端板３４と同様であるため、説明を省略する。また、上記下側のバランスウェイト３８についても、上記上側のバランスウェイト３７と同様であるため、説明を省略する。

上記嵌込溝３４０は、上記端板３４の周方向に、等間隔離れて、４つ設けられている。嵌込溝３４０の形状は、平面視、略円弧状に形成されている。

４つのうちの１つの上記嵌込溝３４０に、バランスウェイト３７が嵌め込まれている。４つの嵌込溝３４０には、それぞれ、リベット３３が配置されている。４つのリベット３３は、磁石３２よりも径方向外側に位置する。

具体的に述べると、上記バランスウェイト３７が配置された嵌込溝３４０では、上記リベット３３は、バランスウェイト３７、上下の端板３４，３５およびロータコア３１を貫通して、一体に締結する。

一方、上記バランスウェイト３７が配置されていない嵌込溝３４０では、上記リベット３３は、上下の端板３４，３５およびロータコア３１を貫通して、一体に締結する。つまり、リベット３３の端部（頭部）は、嵌込溝３４０内に収容される。

上記構成のロータによれば、上記端板３４は、上記バランスウェイト３７の外周面を拘束する拘束面３４１を有するので、ロータコア３１の回転によってバランスウェイト３７に負荷される遠心力を、端板３４の拘束面３４１で受けることができる。

このため、バランスウェイト３７の遠心力を複数本のリベット３３で保持する必要がなくて、形状制約の少ない安価なバランスウェイト３７を使用することができる。また、バランスウェイト３７を磁性材料で成形しても、バランスウェイト３７を複数本のリベット３３で保持する必要がないため、複数本のリベット３３を介した磁束の漏れを防止できる。

ここで、上記バランスウェイト３７を１本のリベット３３によって締結しているが、この１本のリベット３３は、バランスウェイト３７の遠心力を受けているのでなく、バランスウェイト３７が嵌込溝３４０からロータコア３１の軸方向の外側へ飛び出ることを防止している。このように、このリベット３３でバランスウェイト３７の遠心力を保持する必要がないので、このリベット３３の径を小さくすることができる。したがって、一般的に、リベット３３のロータコア３１に対する位置は、磁石３２の位置等により、制約を受けることになるが、１つのバランスウェイト３７を締結するために、細径のリベット３３を１本のみ用いているため、リベット３３の位置の制約は少なくなる。このため、バランスウェイト３７の形状の制約は少なくなる。

また、上記嵌込溝３４０は、上記拘束面３４１を含み、上記バランスウェイト３７の形状に対応するように形成されていて、上記バランスウェイト３７が嵌め込まれているので、バランスウェイト３７の遠心力を保持するリベット３３が不要となる。ここで、バランスウエイト３７が嵌込溝３４０に圧入されている場合、嵌込溝３４０は、バランスウェイト３７の外周面を拘束する拘束面３４１に加えて、バランスウエイト３７の内周面を拘束する拘束面、および、バランスウエイト３７の（周方向の）側面を拘束する拘束面を有することになり、これらの拘束面によりバランスウェイト３７の遠心力を一層確実に保持することができる。

なお、上記下側の端板３５および上記下側のバランスウェイト３８についても、上述と同様の作用効果を奏するので、その説明を省略する。

また、上記構成のモータ３によれば、上記ロータ３０を備えるので、安価で信頼性の高いモータ３を提供できる。

また、上記構成の圧縮機によれば、上記モータ３を備えるので、安価で信頼性の高い圧縮機を提供できる。

（第２の実施形態）
図４は、この発明のロータの第２の実施形態を示している。上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第２の実施形態では、端板の嵌込溝の形状が相違する。なお、上記第１の実施形態と同一の符号は、上記第１の実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。

図４に示すように、端板３４Ａの嵌込溝３４０Ａは、ロータコア３１の軸（回転軸４）を中心とした環状に形成されている。嵌込溝３４０Ａの外周面である拘束面３４１Ａは、環状に形成されている。そして、バランスウェイト３７の外周面は、拘束面３４１Ａにより、拘束されている。なお、図４において、バランスウェイト３７の外周面と拘束面３４１Ａとの間を、隙間をあけて描いているが、実際は、バランスウェイト３７の外周面と拘束面３４１Ａとは接触している。

したがって、上記嵌込溝３４１Ａは、上記拘束面３４１Ａを含み、上記ロータコア３１の軸を中心とした環状に形成されているので、嵌込溝３４１Ａを容易に形成できる。

なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、バランスウェイトを、焼き嵌め、冷やし嵌め、カシメ、圧入等により、嵌込溝に固定するようにしてもよく、この場合、バランスウェイトを締結するリベットを不要にできる。

また、端板に、バランスウェイトの周方向の側面を拘束する拘束面を設けるようにしてもよく、バランスウェイトの遠心力を端板の拘束面で保持することができる。また、端板に、バランスウェイトの内周面を拘束する拘束面を設けるようにしてもよい。つまり、端板に、バランスウェイトの外周面、内周面または（周方向の）側面の少なくとも何れか一つを拘束する拘束面を設けるようにしてもよく、バランスウェイトの遠心力を端板の拘束面で保持することができる。

また、嵌込溝の形状を四角形や円形等の形状にしてもよく、また、嵌込溝の数量の増減は変更自由である。つまり、拘束面の形状の変更や、拘束面の数量の増減の変更は、変更自由である。

また、拘束面を、嵌込溝の外周面以外に、端板の上面に突出するように設けた壁部や畝部の内周面としてもよい。つまり、拘束面を、凹部や凸部により、形成するようにしてもよい。

また、端板を、焼き嵌めや圧入等の嵌め合いにより、回転軸に固定するようにしてもよく、端板のロータコアに対する保持力を強化できる。また、バランスウェイトを焼結で成形するようにしてもよく、バランスウェイトの材料を安価にできて、バランスウェイトの嵌込溝に対する寸法の加工が不要になる。

また、バランスウェイトやリベットの数量の増減は変更自由である。また、リベットを、磁石よりも径方向内側に、配置してもよい。また、圧縮要素として、ロータリタイプ以外に、スクロールタイプやレシプロタイプを用いてもよい。また、上記実施形態のロータを有するモータを、圧縮機以外の機器に搭載してもよい。

１ 密閉容器
２ 圧縮要素
３ モータ
４ 回転軸
５ クランクピン
６ ピストン
７ 圧縮室
３０ ロータ
３１ ロータコア
３２ 磁石
３３ リベット
３４，３４Ａ，３５ 端板
３４０，３４０Ａ 嵌込溝
３４１，３４１Ａ 拘束面
３７，３８ バランスウエイト
４０ ステータ
４１ ステータコア
４２ コイル

Claims (6)

1. ロータコア（３１）と、
   上記ロータコア（３１）の軸方向の両端面に位置する端板（３４，３４Ａ，３５）と、
   上記端板（３４，３４Ａ，３５）に取り付けられたバランスウェイト（３７，３８）と
   を備え、
   上記端板（３４，３４Ａ，３５）は、上記バランスウェイト（３７，３８）の外周面、内周面または側面の少なくとも何れか一つを拘束する拘束面（３４１，３４１Ａ）を有することを特徴とするロータ。
2. 請求項１に記載のロータにおいて、
   上記端板（３４，３４Ａ，３５）は、上記バランスウェイト（３７，３８）の外周面を拘束する拘束面（３４１，３４１Ａ）を有することを特徴とするロータ。
3. 請求項２に記載のロータにおいて、
   上記拘束面（３４１）は、嵌込溝（３４０）の外周面であり、
   上記嵌込溝（３４０）は、上記バランスウェイト（３７，３８）の形状に対応するように形成されていて、上記バランスウェイト（３７，３８）が嵌め込まれていることを特徴とするロータ。
4. 請求項２に記載のロータにおいて、
   上記拘束面（３４１Ａ）は、嵌込溝（３４０Ａ）の外周面であり、
   上記嵌込溝（３４０Ａ）は、上記ロータコア（３１）の軸を中心とした環状に形成されていることを特徴とするロータ。
5. 請求項１から４の何れか一つに記載のロータ（３０）と、
   このロータ（３０）の外周側を囲むように配置されたステータ（４０）と
   を備えることを特徴とするモータ。
6. 密閉容器（１）と、
   この密閉容器（１）内に配置された圧縮要素（２）と、
   上記密閉容器（１）内に配置されると共に上記圧縮要素（２）を回転軸（４）を介して駆動する請求項５に記載のモータ（３）と
   を備えることを特徴とする圧縮機。

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