(57)【要約】【課題】回転子板専用の金型とプレス作業を必要としない圧縮機の提供。【解決手段】電動機２と圧縮機構部３とを密閉容器１内に備え、前記電動機は固定子１５と固定子内に配した回転子１６とからなり、前記回転子１６は回転子鉄心を構成する回転子鉄心板の積層方向寸法を前記固定子１５の固定子鉄心を構成する固定子鉄心板の積層方向の寸法と同等かそれより短い寸法とした構成としてある。これにより、回転子鉄心板は固定子鉄心板とともにプレスによって共取りするだけで必要寸法の回転子鉄心を形成することができる。よって、回転子鉄心板だけプレス打ち抜きするための回転子鉄心板専用の金型とそのプレス作業を必要とすることがなくなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機と圧縮機構部とを密閉容器内に備え、前記電動機は固定子と、固定子内に配した回転子とを有し、前記回転子は回転子鉄心板を積層した回転子鉄心を有し、前記固定子は固定子鉄心板を積層した固定子鉄心を有し、前記回転子は回転子鉄心板の積層方向長さが前記固定子の固定子鉄心板の積層方向の長さと同等かそれより短い、圧縮機。
【請求項２】
回転子は、回転子の外周面に磁石を有する、請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
磁石は、固定子鉄心の固定子鉄心板の積層方向長さより長い、請求項２に記載の圧縮機。
【請求項４】
回転子の回転子鉄心は圧縮機構部の軸受部に軸支した圧縮機構駆動用の回転軸に嵌合固定するとともに、前記磁石は前記回転子鉄心の回転軸方向において、前記嵌合固定部とは反対側の前記圧縮機構部側に突出する、請求項２又は３に記載の圧縮機。
【請求項５】
磁石は、回転子鉄心より突き出した部分の内側にバランスウェイトを有する請求項２〜４のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項６】
回転子は回転子鉄心板の積層方向の両端部のそれぞれに、磁石固定板を有し、前記磁石固定板は磁石の外周側部の少なくとも一部を覆う鍔部を有する、請求項２〜５のいずれか１項に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機、冷凍機、給湯機等に使用される圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に圧縮機は、冷媒ガスを圧縮する圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動する電動機とを密閉容器内に収容して構成してある。そして、上記電動機は、圧縮機構部を駆動する回転子とこの回転子を回転駆動する固定子からなっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図７は上記特許文献１記載の圧縮機を示し、１０１は密閉容器、１０２は密閉容器１０１内に設けた圧縮機構部、１０３は前記圧縮機構部１０２を駆動する電動機で、圧縮機構部１０２の下部に締結固定してある。電動機１０３は、圧縮機構部１０２を駆動する回転軸１０４に一体化した回転子１０５と、この回転子１０５の外周に位置して回転子１０５を回転駆動する固定子１０６とからなっている。そして、上記回転子１０５は内部に磁石が埋設してあり、固定子１０６に発生する磁界によって駆動され回転するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１９７０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の圧縮機は、電動機を構成する回転子１０５の回転子鉄心高さを固定子１０６の固定子鉄心高さより高く設定、つまり回転子鉄心板の積層枚数を固定子鉄心板の積層枚数より多くして、回転子鉄心１０５ａの全長が固定子鉄心１０６ａより高くなるように設定してある。そのため、回転子鉄心１０５ａとなる回転子鉄心板及び固定子鉄心１０６ａとなる固定子鉄心板をプレス打ち抜きする際、金型が二つ必要となる、という課題があった。
【０００６】
すなわち、図８に示すように、回転子鉄心板と固定子鉄心板は一つの薄い珪素鋼板等の電磁鋼鈑１１０からプレス打ち抜きによって共取りするが、回転子鉄心板１０５ａａの積層枚数が固定子鉄心板１０６ａａの積層枚数より多い分、別途回転子鉄心板１０５ａａだけプレス打ち抜きする必要がある。そのため、共取り用の金型１１１，１１２等とは別に回転子鉄心板１０５ａａだけプレス打ち抜きするための金型１１３等とそのプレス作業を必要とする、という課題があった。
【０００７】
本発明はこのような点に鑑みてなしたもので、共取り金型とは別に回転子鉄心板専用の金型とそのプレス作業を必要としない圧縮機を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するため、回転子の回転子鉄心を構成する回転子鉄心板の積層方向寸法を前記固定子の固定子鉄心を構成する固定子鉄心板の積層方向の寸法と同等かそれより短い寸法とした構成としてある。
【０００９】
これにより、回転子鉄心板は固定子鉄心板とともにプレスによって共取りするだけで必要寸法の回転子鉄心を形成することができる。よって、回転子鉄心板だけプレス打ち抜きするための回転子鉄心板専用の金型とそのプレス作業を必要としなくなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、上記構成により、回転子鉄心板だけプレス打ち抜きするための回転子鉄心板専用の金型とそのプレス作業を必要とすることがなくなり、金型投資と加工費を大きく低減することができ、少量の圧縮機であっても安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１における圧縮機の縦断面図である。
【図２】図２は、同実施の形態１における圧縮機の電動機要部を示す拡大断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態２における圧縮機の縦断面図である。
【図４】図４は、同実施の形態２における圧縮機の電動機要部を示す拡大断面図である。
【図５】図５は、同実施の形態２における圧縮機の回転子を示す斜視図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態３における圧縮機の回転子を示す斜視図である。
【図７】図７は、従来の圧縮機の縦断面図である。
【図８】図８は、従来の圧縮機の回転子鉄心板と固定子鉄心板を共取りする工程を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の発明は、電動機と圧縮機構部とを密閉容器内に備え、前記電動機は固定子と、固定子内に配した回転子とを有し、前記回転子は回転子鉄心板を積層した回転子鉄心を有し、前記固定子は固定子鉄心板を積層した固定子鉄心を有し、前記回転子は回転子鉄心板の積層方向長さが前記固定子の固定子鉄心板の積層方向の長さと同等かそれより短い、構成としてある。
【００１３】
これにより、回転子鉄心板は固定子鉄心板とともにプレスによって共取りするだけで必要寸法の回転子鉄心を形成することができる。よって、回転子鉄心板だけプレス打ち抜きするための回転子鉄心板専用の金型とそのプレス作業を必要とすることがなくなる。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、前記回転子は、回転子の外周面に磁石を有する、構成としてある。
【００１５】
これにより、回転子の磁石は回転子鉄心板の積層方向長さより磁石の長さを長くすれば、その長くした部分、つまり回転鉄心から突き出した部分からも固定子鉄心に向け磁束を放射することになるから、回転子鉄心板の積層方向寸法を固定子鉄心板の積層方向寸法と同等か短くしていても、電動機の効率を確保することができる。
【００１６】
第３の発明は、第２の発明において、磁石は、固定子鉄心の固定子鉄心板の積層方向長さより長い、構成としてある。
【００１７】
これにより、磁石は固定子鉄心の端部からも突き出す形となって当該突き出した部分からも固定子鉄心に向け磁束を放射するので、磁石から固定子鉄心へと放射する磁束を更に多くすることができ、電動機の効率をより高めることができる。
【００１８】
第４の発明は、第２または第３の発明において、前記回転子の回転子鉄心は圧縮機構部の軸受部に軸支した圧縮機構駆動用の回転軸に嵌合固定するとともに、前記磁石は前記回転子鉄心の回転軸方向において、前記嵌合固定部とは反対側の前記圧縮機構部側に突出する、構成としてある。
【００１９】
これにより、圧縮機構部の回転軸を軸支する軸受部の軸支持長さを長く維持しつつ圧縮機構部の軸受部端縁から突出する回転軸への回転子鉄心の嵌合固定部分の長さを長くすることができる。よって、圧縮機構部の回転軸の軸心ブレ等を防止し、且つ、回転軸に対する回転子鉄心の嵌合固定を強固なものとし、品質を安定させることができる。
【００２０】
第５の発明は、第２〜第４の発明において、磁石は、前記回転子鉄心より突き出した部分の内側にバランスウェイトを有する構成としてある。
【００２１】
これにより、磁石内側部分の空間を利用してバランスウェイトを設置することができ、磁石を長くしたことによって懸念される圧縮機の回転子鉄心板積層方向の大型化を抑制しつつバランスウェイトを設けて品質を安定させることができる。
【００２２】
第６の発明は、第２〜第５の発明において、前記回転子は回転子鉄心板の積層方向の両端部のそれぞれに、磁石固定板を有し、前記磁石固定板は磁石の外周側部の少なくとも一部を覆う鍔部を有する、構成としてある。
【００２３】
これにより、回転子の外周面に接着等によって固定した磁石を強固に固定し、遠心力等によって外れてしまうのを防止することができ、磁石固定の信頼性を向上させることができる。また、回転子鉄心より突き出した磁石の内側部分にバランスウェイトを設けた場合には、磁石固定板の回転子鉄心への固定によってこのバランスウェイトを共締め固定することができる利点もある。
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態における圧縮機の縦断面図、図２は同圧縮機の電動機要部を示す拡大断面図である。
【００２６】
本実施の形態の圧縮機は、密閉容器１内に電動機２と圧縮機構部３を設けて構成してある。電動機２は圧縮機構部３の下部に締結固定されている。電動機２と圧縮機構部３は、サスペンションスプリング４により懸架されている。また、密閉容器１内にはＲ６００ａ（イソブタン）からなる温暖化係数の低い冷媒５と底部にＲ６００ａと相溶性の大きい鉱油からなる潤滑油６が貯留される。密閉容器１の下部側面には前記電動機２に電気を供給するターミナル７が設けてある。
【００２７】
圧縮機構部３は、圧縮機構部３の主体を成すシリンダブロック８に圧縮室９を形成し、この圧縮室９内をピストン１０が往復動することによって冷媒を圧縮する往復動型としてある。
【００２８】
圧縮機構部３のシリンダブロック８は、圧縮室９とともに円筒形の内面を有する軸受部１１が設けてあり、この軸受部１１で前記ピストン１０を往復動させる回転軸１２を軸支している。
【００２９】
回転軸１２は、上記軸受部１１に軸支される主軸部１２ａとその上部に形成されている偏心軸部１２ｂとからなる。上記回転軸１２の偏心軸部１２ｂは連結手段１３を介してピストン１０に連結し、回転軸１２の回転運動を往復運動に変換してピストン１０を往復動させる。
【００３０】
また、回転軸１２は、主軸部１２ａの下端が密閉容器１内の底部に貯留された潤滑油６に浸漬しており、主軸部１２ａの外表面の螺旋溝などからなる給油機構１４により前記軸受部１１や偏心軸部１２ｂと連結手段１３の連結部等に給油するようになっている。
【００３１】
ピストン１０は、圧縮室９に遊嵌され、前記した如く連結手段１３を介して回転軸１２の偏心軸部１２ｂにより往復動され、圧縮室９の空間を拡大、縮小することで密閉容器１内の冷媒５を圧縮する。圧縮された冷媒５は、圧縮機に接続された冷凍サイクルへと吐出される。
【００３２】
次に電動機２の構成を説明する。
【００３３】
図２に示すように、電動機２は、固定子１５の内側に回転子１６を備えたインナーローター型のＤＣブラシレスモータで、インバータ回路部（図示せず）によってインバータ駆動される。回転子１６は、圧縮機構部３の軸受部１１に軸支した圧縮機構駆動用の回転軸１２に嵌合固定される。
【００３４】
固定子１５は、０．２ｍｍから０．５ｍｍの珪素鋼板等の電磁鋼鈑からなる固定子鉄心板を積み重ねて構成した固定子鉄心１５ａと、絶縁被覆を施した銅線である固定子巻線１７からなる。固定子１５は、所定間隔において突極部が円環状に形成されており、突極部に固定子巻線１７が巻かれている突極集中巻型である。つまり、固定子１５は、円環状の環状部と環状部の内周側に配置された複数の突極部とを備え、突極部の周囲に固定子巻線１７を備える。各巻線間は、連絡線で一本に接続され、ターミナル７に接続されている。
【００３５】
回転子１６は、固定子鉄心板と同材質の０．２ｍｍから０．５ｍｍの珪素鋼板等の電磁鋼鈑からなる回転子鉄心板を積み重ねて構成した回転子鉄心１６ａと、回転子鉄心１６ａの外周面に接着剤等で固定した永久磁石（以下、単に磁石と称す）１８とからなり、表面磁石型回転子となっている。一枚の回転子鉄心板の厚さは、一枚の固定子鉄心板の厚さと実質的に同一である。
【００３６】
上記回転子１６は、図２に示すように、その高さ寸法、すなわち、回転子１６の回転子鉄心板を積層した方向の寸法Ｌ２が、固定子１５の高さ寸法、すなわち、固定子１５の固定子鉄心板を積層した方向の寸法Ｌ１と同等か短い。以下、回転子鉄心板または固定子鉄心板を積層した方向を積層方向と称し、積層方向の寸法を積層方向寸法と称する。
【００３７】
そして、上記回転子１６の外周面に固定した磁石１８の高さ寸法（回転子鉄心１６ａの積層方向寸法）Ｌ３は、少なくとも回転子鉄心１６ａの積層方向寸法Ｌ２より長く、更にこの例では固定子鉄心１５ａの積層方向寸法Ｌ１より長い。
【００３８】
また、上記磁石１８の上端は、回転子鉄心１６ａの上端より上向きに突出している。換言すると磁石１８は回転軸１２に嵌合した回転子鉄心１６ａの前記回転軸１２への嵌合結合部Ｘとは反対側の圧縮機構部３側に突き出すような形で回転子鉄心１６ａに接着固定してある。磁石１８の下端は、回転子鉄心１６ａの下端とほぼ同じ高さに位置する。磁石１８の高さ方向（回転子鉄心１６ａの積層方向）の中心は、固定子鉄心１５ａの高さ方向の中心とほぼ同じ高さに位置する。
【００３９】
上記のように構成した圧縮機について、次にその作用効果を説明する。
【００４０】
圧縮機は、電動機２の固定子巻線１７に通電し、固定子鉄心１５ａに磁界を発生させて回転子１６を回転させ、この回転子１６の回転により回転軸１２を駆動し、その偏心軸部１２ｂ、連結手段１３を介してピストン１０を往復動させ圧縮動作を行う。
【００４１】
ここで、本実施の形態の圧縮機は、電動機２の回転子鉄心１６ａを構成する回転子鉄心板の積層方向寸法Ｌ２を、固定子鉄心１５ａを構成する固定子鉄心板の積層方向の寸法Ｌ１と同等かそれより短い寸法としてあるから、回転子鉄心板の積層枚数は固定子鉄心板の積層枚数と同じか少なくてよい。
【００４２】
したがって、回転子鉄心板は固定子鉄心板とともにプレスによって共取りするだけで必要寸法の回転子鉄心１６ａとすることができる。よって、回転子鉄心板だけプレス打ち抜きするための回転子鉄心板専用の金型とそのプレス作業を必要とすることがなくなる。
【００４３】
なお、回転子鉄心板の積層枚数が、固定子鉄心板の積層枚数より少なくなると、共取り用の金型とは別に、固定子鉄心板だけプレス打ち抜きするための金型が必要になるとも思える。しかし、共取り用の金型を用いてプレス打ち抜きする際に、不良品が発生する確率は、回転子鉄心板より固定子鉄心板が低い。このため、共取り用の金型を用いたプレス打ち抜きで、固定子鉄心板は、回転子鉄心板より多くの枚数を製造できる。したがって、共取り用の金型とは別に、固定子鉄心板だけプレス打ち抜きするための金型を用意する必要性は低い。
【００４４】
一方、この圧縮機は、固定子鉄心１５ａに対し回転子鉄心１６ａの長さを短くしたことによって電動機の効率低下が懸念される。
【００４５】
しかしながら、本実施の形態の圧縮機においては、電動機２の回転子１６は磁石１８を回転子鉄心１６ａの外周面に固定した表面磁石型回転子としてあるから、磁石１８の磁束は固定子鉄心１５ａに向かって放射される。
【００４６】
したがって、本実施の形態で示すように、磁石１８の高さ寸法Ｌ３を回転子１６の高さ寸法Ｌ２より高くしておけば、回転子１６から突き出た部分からも磁束が固定子側に放射され、回転子１６を短くして磁束が少なくなる分を補い、電動機２の効率を確保することができる。
【００４７】
更に、本実施の形態のように、上記磁石１８を回転子１６より高い固定子１５に対してもこれよりも更に高く形成してあるから、当該部分からも固定子鉄心１５ａへ磁束を放射するので、磁石１８から固定子鉄心１５ａへ放射する磁束を更に多くすることができる。よって、電動機としての効率をより高め、従来構成の電動機と略同等レベルまで効率を高めることができる。
【００４８】
また、上記回転子１６の回転子鉄心１６ａは、圧縮機構部３の軸受部１１に軸支した圧縮機構駆動用の回転軸１２に嵌合固定するが、前記回転子鉄心１６ａの磁石１８は回転子鉄心１６ａの前記回転軸１２への嵌合固定部Ｘとは反対側の圧縮機構部３側に突き出して回転子１６に固定してある。
【００４９】
これにより、圧縮機構部３の軸受部端縁Ｙから突出する回転軸１２への回転子鉄心１６ａの嵌合固定部Ｘの長さを長くすることができる。そして、圧縮機構部３の回転軸１２を軸支する軸受部１１の回転軸１２に対する軸支持長さＬ４も長く確保することができる。したがって、回転軸１２の軸心ブレ等を防止することができるとともに、回転軸１２に対する回転子鉄心１６ａの嵌合固定も強固なものとすることができ、品質を安定させることができる。
【００５０】
（実施の形態２）
図３は実施の形態２における圧縮機の縦断面図、図４は同圧縮機の電動機要部を示す拡大断面図、図５は同圧縮機の回転子を示す斜視図である。
【００５１】
本実施の形態の圧縮機は、回転子鉄心１６ａより突出した磁石１８の内側（反固定子１６側）部分にバランスウェイト１９を設けた構成としてある。
【００５２】
これにより、回転子鉄心１６ａより磁石１８を長くしたことによって生じる磁石内側部分の空間を利用してバランスウェイト１９を設置することができ、磁石１８を長くしたことによって懸念される密閉容器１の回転子鉄心板積層方向、つまり高さ方向の大型化を抑制しつつ品質を安定させることができる。
【００５３】
その他の構成、作用効果は前記実施の形態１と同様であり、同一部分には同じ番号を付記して説明は省略する。
【００５４】
（実施の形態３）
図６は実施の形態３における圧縮機の回転子を示す斜視図である。
【００５５】
本実施の形態の回転子１６は、積層方向の両端（上下端）にそれぞれ磁石固定板２１を備えている。磁石固定板２１は、回転子鉄心１６ａの積層方向両端部と、積層方向両端部の平面に対して略垂直方向に立ち上がる鍔部２０を備えている。鍔部２０は、回転子鉄心１６ａの上下端で、磁石１８の端縁外周とオーバーラップする。
【００５６】
これにより、回転子鉄心１６ａの外周面に接着等によって固定した磁石１８を機械的にも固定し、磁石１８が遠心力等によって外れてしまうのを防止することができ、磁石固定の信頼性を向上させることができる。また、回転子鉄心１６ａより突き出した磁石１８の内側部分に設けたバランスウェイト１９を、磁石固定板２１の回転子鉄心１６ａへの固定によって共締め固定することもできる。
【００５７】
なお、本実施の形態では、上端に設けられた磁石固定板２１と、下端に設けられた磁石固定板２１のそれぞれが、鍔部２０を備えるものとしたが、いずれか一方が鍔部２０を備え、他方は鍔部２０を備えないものであってもよい。
【００５８】
以上、本発明に係る圧縮機について、上記実施の形態を用いて説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。つまり、今回開示した実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上のように、本発明は、回転子鉄心板だけプレス打ち抜きするための回転子鉄心板専用の金型とそのプレス作業を必要とすることがなくなり、金型投資と加工費を大きく低減することができ、少量の圧縮機であっても安価に提供することができる。したがって、空調機、冷凍機、ブロワ、給湯機等、各種機器の冷凍システムの圧縮機として使用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１  密閉容器
２  電動機
３  圧縮機構部
４  サスペンションスプリング
５  冷媒
６  潤滑油
７  ターミナル
７ａ  電源端子
８  シリンダブロック
９  圧縮室
１０  ピストン
１１  軸受部
１２  回転軸
１２ａ  主軸部
１２ｂ  偏心軸部
１３  連結手段
１４  給油機構
１５  固定子
１５ａ  固定子鉄心
１６  回転子
１６ａ  回転子鉄心
１７  固定子巻線
１８  磁石（永久磁石）
１９  バランスウェイト
２０  鍔部
２１  磁石固定板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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