(57)【要約】【課題】同期モーター搭載圧縮機の永久磁石挿入部による剛性低下による騒音の発生や特性低下を解決するとともに、より高効率と資源の有効活用を図る。【解決手段】コア部１６８は、圧縮要素１０３であるシャフト１１０に固着されており、２次導体１７１は、複数個、ローター１５５の外周近傍に配列されるとともに、永久磁石１７０ａが、ローター１５５の外周部に位置するエンドリング１７２の内周面１９０より外周側に配置されてなることによって、コア部１６８の剛性低下がなく、騒音発生、特性劣化がなく、さらには高効率化な同期モーター搭載圧縮機が得られる。【選択図】図１
2010246229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内に、圧縮要素と同期モーターとを収納し、前記同期モーターのローターは、コア部と２次導体と前記２次導体を前記ローターの上下で短絡するエンドリングと磁石収納部と永久磁石とを有し、前記コア部は、前記圧縮要素の要素であるシャフトに固着されており、前記２次導体は前記ローターの外周近傍に配列されるとともに、前記永久磁石は前記ローターの外周部に位置する前記２次導体の前記エンドリングの内周面より外周側に配置されることを特徴とする同期モーター搭載圧縮機。
【請求項２】
２次導体は、径方向に長い部分と円周方向に長く扁平した扁平導体部とを有し、前記扁平導体部の内周側に永久磁石を配置した請求項１に記載の同期モーター搭載圧縮機。
【請求項３】
隣り合う２つの２次導体間に永久磁石を配置した請求項１に記載の同期モーター搭載圧縮機。
【請求項４】
コア部は、外周の隣り合う２次導体間の間に磁石収納部であるスリットを有し、永久磁石を前記スリットに挿入配置したことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の同期モーター搭載圧縮機。
【請求項５】
スリットは、ローターの外表面に形成された請求項４に記載の同期モーター搭載圧縮機。
【請求項６】
永久磁石は、磁極の中心に近い側が大きいかあるいは磁力の大きい強磁永久磁石を用いた請求項２から４のいずれか一項に記載の同期モーター搭載圧縮機。
【請求項７】
同期モーターのローターは、コア部と２次導体と磁石収納部と、永久磁石を有し、前記２次導体は、上下の第１および第２エンドリングで連結され、前記２次導体と前記第１エンドリングは、溶融金属のダイキャストにより形成されるとともに、形成段階で前記第１エンドリングの反対側には前記２次導体の突起部を有し、前記永久磁石を前記磁石収納部に収納した後に、前記第２エンドリングを前記突起部と共に溶融し一体化しながら形成することを特徴とする同期モーターの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機によって冷媒等のガスを圧縮する同期モーター搭載圧縮機および、同圧縮機に搭載される同期モーターの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の地球環境保護の観点から、圧縮機は、より高効率のものが求められ、高効率化の手段として、モーターの高効率化は欠かせない。同期モーターは、高効率を達成する有効な手段であり、永久磁石を使い同期運転を行う構成上、より高効率で、かつ低騒音、高耐久、生産性のよい構造および、構造を達成するための製造方法の開発が強く求められており、開発の結果として、地球環境に適した高効率な製品を、生産性よく、かつ、より安価で手に入りやすい材料を用いて、資源の観点からも地球環境に適した製品が望まれている。
【０００３】
従来の同期モーター搭載圧縮機としては、容器内に圧縮要素と同期モーターを収納し、同期モーターは、自己始動形永久磁石式であり、シャフトに連結したローターの回転により圧縮要素で圧縮する同期モーター搭載圧縮機が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、同期モーターの構成としては、永久磁石と周縁部にかご形導体を有する積層鉄心とシャフトに保持される孔を有するローターを備えた同期モーターが開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
以下、図面を参照しながら、上記従来の同期モーター搭載圧縮機および同期モーターについて説明する。
【０００６】
図１１は、従来の同期モーター搭載圧縮機の縦断面図、図１２は、従来の同期モーターの水平断面図である。
【０００７】
図１１において、圧縮機５０は、容器５１内に、内部下方に設けた圧縮要素５２と、この圧縮要素５２の上方に設けた自己始動形永久磁石式の同期モーター５３とを備えている。シャフト５４は同期モーター５３のローター５５に取り付けられた軸で偏芯部５６を備えている。
【０００８】
圧縮要素５２はシャフト５４が挿入されるアルミダイカストや鋳鉄からなる軸受部５７と、ピストン５８が摺動するシリンダ５９を備えた鉄系材料の鋳物などからなるシリンダブロック６０とからなり、ピストン５８を偏芯部５６にコネクティングロッド６１で連結して、シリンダ５９内に圧縮室６２を形成させている。
【０００９】
そして、軸受部５７とシリンダブロック６０とはボルトＢにて取付られている。このシリンダ５９の先端には吐出弁や吸込弁（ともに図示せず）を有したシリンダヘッド６３が取付られている。
【００１０】
シリンダヘッド６３の吸込弁側には、サクションマフラー６４が取り付けられている。偏芯部５６の先端には、給油管６５が取り付けられたおり、容器５１の底部に貯溜する潤滑油６６を圧縮要素５２の摺動部に導いて、潤滑をさせている。
【００１１】
また、同期モーター５３は、積厚Ｌ１の積層電磁鋼板よりなる固定鉄心に巻線を巻装し
たステーター６７と、積層電磁鋼板よりなるコア部６８とからなるローター５５とから構成されている。このローター５５の圧縮要素５２側にはボア部６９が形成されており、このボア部６９内へ軸受部５７の一部が延在している。
【００１２】
永久磁石７０ａは２個の平板形の希土類磁石であるネオジウム、鉄、ボロン系の強磁性体からなる永久磁石７０ａで、同極性の永久磁石７０ａを突き合せ角度を有する山形状に突き合せるように挿入配置してコア部６８の軸方向に埋設されており、２個の永久磁石７０ａで１極のローター磁極を形成し、ローター５５全体で２極のローター磁極を形成している。
【００１３】
ここで、同期モーター５３のローター５５の製造方法であるが、永久磁石７０ａを挿入できるように、磁石収納部７０ｂが、ローター５５のかご形を形成する２次導体７１の両端の短絡のために設けるエンドリング７２の内周側に形成され、２次導体７１とエンドリング７２をアルミなどでダイキャスト成形した後に、永久磁石７０ａを挿入する。
【００１４】
ここで、永久磁石７０ａの着磁方法であるが、コア部６８へ挿入前に着磁しても挿入後に着磁してもよい。
【００１５】
また、同極性の２個の永久磁石７０ａを山形状に配置して１極のローター磁極を形成しているが、弓状の１個の永久磁石７０ａで１極のローター磁極を形成してもよい。
【００１６】
そして、コア部６８に設けた多数の２次導体７１と、コア部６８の軸方向の両端に位置するエンドリング７２とをアルミダイカストで一体に成型して始動用かご形導体を形成している。尚、永久磁石７０ａが脱落するのを防止する保護用の端板７３が設けられている。
【００１７】
図１２において同期モーター５３は、弓状の永久磁石７０ａを２つ用いて、磁極を形成している。永久磁石７０ａは、コア部６８のシャフト孔５４ａの周りに形成された磁石収納部７０ｂに収められている。
【００１８】
２次導体７１は、コア部６８の外周部のスロット７１ａの内部にアルミダイキャストを行うなどの方法で形成されている。
【００１９】
２次導体７１間の間隔は、Ｔ１で、径方向の深さは、Ｈ１である。また、永久磁石７０ａの磁極間には、空隙８０が形成されており、磁石収納部７０ｂとは、間隔Ｐでコア部６８が連結された構成である。
【００２０】
以上の構成の従来の同期モーター搭載圧縮機について、以下その動作を説明する。
【００２１】
圧縮機５０が運転を始めると、同期モーター５３のローター５５の回転により、圧縮要素５２が冷媒などの圧縮を開始する。冷媒等は、容器５１内に吸い込まれ、サクションマフラー６４を通ってシリンダ５９へ入り、ピストン５８により圧縮室６２で圧縮され、シリンダヘッド６３から、容器５１の外部の冷凍システム等へと送りだされる。
【００２２】
潤滑油６６は、ピストン５８とシリンダ５９の間や、コネクティングロッド６１とシャフト５４、また、軸受部５７などの摺動部間に供給され、摺動部品の摺動部材間の潤滑を行う。
【特許文献１】特開２００１−７３９４８号公報
【特許文献２】特公昭５９−２３１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
しかしながら、上記従来の構成では、コア部６８の中心にあるシャフト孔５４ａと、エンドリング７２の間に永久磁石７０ａを挿入するための磁石収納部７０ｂがあると、コア部６８全体の剛性が弱まり、特に、磁石収納部７０ｂがシャフト孔５４ａに近い中心側にあると、シャフト５４にローター５５が保持される保持力が弱まり、輸送中に積層鋼板のずれなどが発生し、ローター５５の必要特性である効率や始動性が悪化したり、剛性の低下による、コア部６８の積層間などで発生する騒音が起こったりするという課題を有していた。
【００２４】
また、永久磁石７０ａは、より外周側に配置される方が、磁力が得やすいが、エンドリング７２があり、永久磁石７０ａを挿入するための磁石収納部７０ｂをエンドリング７２と重ねて形成することが困難なため、従来例のように、ネオジウムなど、希土類の強磁石をコア部６８の中心側に形成せざるを得ず、磁力の弱いフェライトなどの磁石を使うことはできないという課題を有していた。
【００２５】
また、永久磁石７０ａは、磁極の中心側で強く、磁極間をやや弱めにする方が、磁極間の干渉が起こらず効率が向上できるが、従来例のような配置では、磁極の円周方向の強度バランスを適正化できないという課題を有していた。
【００２６】
また、さらに、永久磁石７０ａは、ローター５５の外周近傍にあり、かつ、起動から同期回転に至るまでに用いる２次導体７１もローター５５のコア部６８の外周に設けることが望ましいが、前述したエンドリング７２との構成、製造方法が提案されておらず、十分な２次導体７１の断面積と配置を外周側に確保しながら、かつ、永久磁石７０ａも同様に外周側に配置することができないという課題を有していた。
【００２７】
結果として、同期モーター搭載圧縮機は、高効率、高耐久、低騒音、安価材料の使用による環境適応、生産性の向上、など、全てにわたる地球環境に配慮された仕様の確立が不十分であった。
【００２８】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであって、高効率、高耐久、低騒音、安価材料の使用による環境適応、生産性の向上、など、全てにわたる地球環境に配慮した同期モーター搭載圧縮機の達成とそれを可能とする同期モーターの製造方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
上記従来の課題を解決するために、本発明の同期モーター搭載圧縮機、および、同期モーターの製造方法は、容器内に、圧縮要素と、同期モーターを収納し、同期モーターのローターは、コア部と２次導体と２次導体をローターの上下で短絡するエンドリングと複数個の磁石収納部と、複数個の永久磁石を有し、コア部は、圧縮要素の要素であるシャフトに固着されている。
【００３０】
２次導体は、複数個、ローターの外周近傍に配列されるとともに、永久磁石が、ローターの外周部に位置する２次導体のエンドリングの内周面より外周側に配置するものであり、製造方法は、２次導体と第１エンドリングは、溶融金属のダイキャストにより形成されるとともに、形成段階で、第１エンドリングの反対側には、２次導体の突起部を有し、永久磁石を磁石収納部に収納した後に、第２エンドリングを突起部と共に溶融、一体化しながら形成する作用を有する。
【００３１】
これによって、コア部の剛性を低下することなく、また、生産性よく、かつ、高効率な
永久磁石の構成を可能とし、高効率、高耐久、低騒音、安価材料の使用による環境適応、生産性の向上、など、全てにわたる地球環境に配慮された同期モーター搭載圧縮機および、同期モーターの製造が可能となる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の同期モーター搭載圧縮機および同期モーターの製造方法は、コア部の剛性を低下することなく、また、生産性よく、かつ、高効率な永久磁石の構成を可能とし、高効率、高耐久、低騒音、安価材料の使用による環境適応、生産性の向上、など、全てにわたる地球環境に配慮された同期モーター搭載圧縮機および、同期モーターの製造が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
請求項１に記載の発明は、容器内に、圧縮要素と同期モーターを収納し、前記同期モーターのローターは、コア部と２次導体と前記２次導体を前記ローターの上下で短絡するエンドリングと磁石収納部と永久磁石を有し、前記コア部は、前記圧縮要素の要素であるシャフトに固着されており、前記２次導体は前記ローターの外周近傍に配列されるとともに、前記永久磁石は前記ローターの外周部に位置する前記２次導体の前記エンドリングの内周面より外周側に配置されることを特徴とするものであり、これによって、永久磁石を挿入するコア部の磁石収納部が、シャフトが圧入や焼嵌めなどにより固着される近傍になく、また、コア部の剛性を弱める位置にはないので、シャフトの挿入と固着により、ローターが変形して特性を悪化したり、輸送時等に、ローターが変形したりすることによる特性劣化を起こすことがない。またさらに、シャフトまわりのローターの剛性の低下による、共振振動・騒音発生が抑制されるので、低騒音の同期モーター搭載圧縮機を提供できる。
【００３４】
また、コア自体の剛性の低下による、共振振動や騒音発生が抑制されるので、低騒音の同期モーター搭載圧縮機を提供できる。
【００３５】
また、永久磁石は、剛性の高い部分となるエンドリングの内周面より外周側に配置されるので、エンドリングの剛性により、前記したような、剛性課題の発生がなくなり、高効率で、耐久性にも優れ、騒音の発生のない同期モーター搭載圧縮機が達成できることとなる。
【００３６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、２次導体は、径方向に長い部分と、円周方向に長く扁平した扁平導体部を有し、前記扁平導体部の内周側に永久磁石を配置したものであり、これによって、２次導体の断面積を十分に確保しながら、永久磁石をローターの外周面に近い位置に配置でき、請求項１に記載の発明の効果に加えてさらに、十分な磁界の確保を比較的、磁力の弱い永久磁石を用いても達成することができる。
【００３７】
また、十分な磁界の確保と共に、２次導体の断面が十分に確保できることで、２次電流損や、始動時の過負荷電流にも対応でき、十分な磁界による効率の確保と、２次電流抵抗の増加抑制の両立を図ることが可能となる。
【００３８】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、隣り合う２つの２次導体間に永久磁石を配置したものであり、これによって、２次導体の間に永久磁石を配置するので、ローターの表面に近い位置に永久磁石を配置でき、かつ、２次導体も表面に近い位置に配置できるので、請求項１に記載の発明の効果に加えてさらに、２次電流損や、始動時の過負荷電流にも対応でき、十分な磁界による効率の確保と、２次電流抵抗の増加抑制の両立を図ることが可能となる。
【００３９】
また、表面に近い位置に永久磁石を配置できることから、永久磁石に従来のような、希
土類による、貴重かつ高価な材料を用いずとも、例えば、フェライト系の永久磁石を使うことも可能であり、資源の観点からも、環境にやさしい同期モーター搭載圧縮機の達成が可能となる。
【００４０】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、コア部は、外周の隣り合う２次導体間の間に磁石収納部であるスリットを有し、永久磁石を前記スリットに挿入配置したことを特徴とするものであり、これによって、２次導体の間に永久磁石を配置するので、ローターの表面に近い位置に永久磁石を配置でき、かつ、２次導体も表面に近い位置に配置できるので、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明の効果に加えてさらに、２次電流損や、始動時の過負荷電流にも対応でき、十分な磁界による効率の確保と、２次電流抵抗の増加抑制の両立を図ることが可能となるとともに、スリットに挿入することで生産性がよい。
【００４１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、スリットは、ローターの外表面に形成されたものであり、これによって、２次導体の間に永久磁石を配置するので、ローターの表面に近い位置に永久磁石を配置でき、かつ、２次導体も表面に近い位置に配置できるので、請求項４に記載の発明の効果に加えてさらに、２次電流損や、始動時の過負荷電流にも対応でき、十分な磁界による効率の確保と、２次電流抵抗の増加抑制の両立を図ることが可能となるとともに、ローターのエンドリングを先に形成した後でも、ローターの外周面から、永久磁石を挿入することが可能となり、生産性が非常に良くなる。
【００４２】
また、着磁後の磁石をローターの製造の最終段階においても挿入、セットすることが可能となり、生産性が向上する。
【００４３】
請求項６に記載の発明は、請求項２から４のいずれか一項に記載の発明において、永久磁石は、磁極の中心に近い側が大きいかあるいは磁力の大きい強磁永久磁石を用いたものであり、これによって、磁極の中心部の磁力を強め、磁極間の相反する磁極が干渉する領域の磁力を小さくすることができ、磁界の最適化を容易に図れるため、請求項２から４のいずれか一項に記載の発明の効果に加えてさらに、高い生産性と、高い効率の確保の両立を容易に行うことが可能となる。
【００４４】
また、その方法としては、永久磁石の強度の種別を変えることや、磁石のサイズを変える方法などにおける、磁力の大きさでの調整が可能であり、容易である。
【００４５】
請求項７に記載の発明は、同期モーターのローターは、コア部と２次導体と磁石収納部と、永久磁石を有し、前記２次導体は、上下の第１および第２エンドリングで連結され、前記２次導体と前記第１エンドリングは、溶融金属のダイキャストにより形成されるとともに、形成段階で、前記第１エンドリングの反対側には、前記２次導体の突起部を有し、前記永久磁石を前記磁石収納部に収納した後に、前記第２エンドリングを前記突起部と共に溶融、一体化しながら形成することを特徴とする同期モーターの製造方法であり、これによって、従来は、永久磁石を着磁した状態で、第１および第２エンドリングの両側と２次導体を一体ダイキャストをしてしまうと、磁力が低下する問題があったが、第１エンドリングと２次導体が大キャストされた後に永久磁石を挿入し、その後に第２エンドリングの部分だけが、突起部と共に溶融、ダイキャストされるだけであるので、溶融熱の影響が永久磁石に及ばず、永久磁石を着磁して挿入した場合はもとより、着磁しない状態で挿入した場合においても、永久磁石の熱劣化がなく、永久磁石の特性を維持できるので、高効率で生産性の高い製造方法が得られる。
【００４６】
また、この製造方法は、永久磁石がエンドリングの投影面積内に配置される全ての同期モーターに適用が可能であり、汎用性が高い。
【００４７】
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。尚、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００４８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における同期モーター搭載圧縮機の縦断面図、図２は、同実施の形態における同期モーター搭載圧縮機のローターの水平断面図、図３は、同実施の形態におけるローターの別の水平断面図である。図４は、同実施の形態におけるローターのまた別の水平断面図である。
【００４９】
以下、図１から図４に基づいて、本発明の実施の形態１について説明する。
【００５０】
図１から図４において、圧縮機１０１は、容器１０２の内部に、圧縮要素１０３と同期モーター１０４を収納し、さらに、容器１０２の底部には、潤滑油１０５が貯留されている。
【００５１】
シャフト１１０は、主軸部１１１とこの主軸部１１１と一体連動するようにその一端に偏芯して形成された偏芯部１１２を有する。潤滑油１０５は、給油通路１１３を通って、各摺動部位に供給される。
【００５２】
圧縮要素１０３は、シャフト１１０を軸支する軸受部１２１、ピストン１２５と共に、圧縮室１３０を形成するシリンダ１２４などが形成されたシリンダブロック１２０を有し、シャフト１１０の偏芯部１１２とピストン１２５は、コネクティングロッド１２２により連結されることで、シャフト１１０の回転をピストン１２５の往復運動に変換し、シリンダ１２４の圧縮室１３０の容積変化による、吸入、圧縮動作を行っている。
【００５３】
容器内のガス１３１は、サクションマフラー１３１ａから圧縮室１３０に吸入され、圧縮された後に、シリンダヘッド１３３より、吐出管１３５より吐出される。吐出、吸入は、バルブの開閉により行われるがその詳細は図示していない。
【００５４】
次に、同期モーター１０４の詳細について説明する。
【００５５】
ローター１５５は、シャフト孔１５４ａで、シャフト１１０に固着されている。ローター１５５は、コア部１６８とアルミニウム合金などによる２次導体１７１を有し、２次導体１７１は、エンドリング１７２で両端が短絡されたかご形電動機を形成している。ステーター１６７は、積層電磁鋼板と銅やアルミなどの巻線を巻くことで形成されており、通電により、回転磁界を発生させている。
【００５６】
さらに、コア部１６８は、磁石収納部１７０ｂを有し、中には、永久磁石１７０ａが入っており、永久磁石１７０ａと２次導体１７１の始動用かご形導体を有する同期モーターである。
【００５７】
また、エンドリング１７２は、内周面１９０により、エンドリング１７２の半径方向サイズが確定されている。
【００５８】
またさらに、２次導体１７１は、その形状により、扁平導体部１９１を有する。また、強磁永久磁石１９２は、磁極の中心に近い部位に磁石の厚み、サイズを大きいものを用いて、磁界を強めたり、あるいは、磁界強度の強い永久磁石１７０ａを用いたりして、強磁永久磁石１９２としている。
【００５９】
以上のように構成された同期モーター搭載圧縮機および同期モーターについて、以下その動作、作用を説明する。
【００６０】
圧縮機１０１の同期モーター１０４に通電が行われると、まず、２次導体１７１に流れる２次電流により、回転磁界が発生し、回転を始め、通電された電源周波数、磁極の極数に応じて、最終的に、永久磁石１７０ａにより、同期運転に移行する。
【００６１】
本発明の同期モーター搭載圧縮機１０１においては、従来例のように、コア部１６８のシャフト孔１５４ａ近傍や、剛性の高い、エンドリング１７２との間部分には、磁石収納部１７０ｂが無く、磁石収納部１７０ｂは、複数個、全て、エンドリング１７２の内周面１９０より外周側に配置されているので、永久磁石１７０ａを挿入や収納するコア部１６８の剛性を弱めることがなく、特に、シャフト１１０とコア部１６８のシャフト孔１５４ａとの圧入や焼嵌めなどにより変形されたり、逆に、変形により、圧入力が低下し、輸送時等にローター１５５のずれ等を起こす問題もない。
【００６２】
ずれを起こした場合は、磁気中心がずれて騒音を発生したり、コア部１６８が弱いことにより、騒音を発生したりする課題も、本発明の構成によれば、発生がない。
【００６３】
即ち、従来の騒音発生の原因は、ローター１５５のコア部１６８を形成するものが、０．３から１ｍｍ程度の電磁積層鋼板であり、コア部１６８の剛性が弱いと、それらが微小に共振したりすることにより発生するからである。
【００６４】
本発明の構成によれば、磁石収納部１７０ｂは、全て、エンドリング１７２の内周面１９０より外周側にあるので、円周全面にわたる、エンドリング１７２の剛性が十分確保されている部分に磁石収納部１７０ｂを位置することができるので、前述した従来の騒音課題が発生しないこととなる。
【００６５】
また、さらに、永久磁石１７０ａは、より、外周に近い方が、強磁界を得やすいので、ステーター１６７の発生磁界に近くなり、比較的磁力の弱い磁石でも、強磁界を得、高い効率を維持することが可能となる。
【００６６】
従来、一般的には、高効率を得るために、希土類永久磁石を利用する事例が開示されているが、本発明の構成を用いれば、例えば、鉄系（フェライト）磁石でも、十分な効率得ることも可能となり、貴重でかつ高価な資源、材料を用いずとも良く、効率の面からも、資源や材料の面からも環境にやさしくなる。
【００６７】
さらに、図３に示すように、２次導体１７１を径方向に長い部分と、円周方向に長く扁平した、扁平導体部１９１を有し、扁平導体部１９１の内周側に永久磁石１７０ａを配置した構成とすることにより、２次導体１７１の断面積を十分に確保するとともに、永久磁石１７０ａを外周面に近い位置に配置することができるので、十分な磁界の確保が可能となる構成を得やすくなり、十分な磁界の確保と共に、２次導体１７１の断面が十分に確保できることで、２次電流損や、始動時の過負荷電流にも対応でき、十分な磁界による効率の確保と、２次電流抵抗の増加抑制の両立を図ることが可能となる。
【００６８】
また、さらに、永久磁石１７０ａを、隣り合う２つの２次導体１７１間に配置することによって、２次導体１７１による始動時特性の良化と同期運転時の永久磁石１７０ａによる磁力の確保の両立ができ、２次電流損や、始動時の過負荷電流にも対応でき、十分な磁界による効率の確保と、２次電流抵抗の増加抑制の両立を図ることが可能となる。
【００６９】
また、表面に近い位置に永久磁石１７０ａを配置できることから、永久磁石１７０ａに
従来のような、希土類による、貴重かつ高価な材料を用いずとも、例えば、フェライト系の永久磁石を使うことも可能であり、資源の観点からも、環境にやさしい同期モーター搭載圧縮機の達成が可能となる。
【００７０】
またさらに、本発明の実施の形態１は、２極の同期モーターを用いて説明しているが、磁極は、Ｎ極側とＳ極側に分かれ、永久磁石１７０ａの極の方向は、円の中心を境に反転している。このとき、磁極の中心に近い側、即ち、半円部の極の中心側に強磁永久磁石１９２を用い、相対する磁極の境目には、比較して弱めの永久磁石１７０ａを配置することで、相反する磁極間部分では、相互干渉を小さくし、磁極中心で、より強い磁界を得られる構成を得ることができるので、さらに高効率化を達成することが可能となる。
【００７１】
尚、本発明の実施の形態１では、２極の同期モーターで説明しているが、さらに極数を増やしても同様の効果を得ることができる。
【００７２】
また、発明者の検討によると、本発明の同期モーターを用いることにより、磁石を従来の希土類系磁石より安価な磁石を用いた場合でも、従来以上の効率を確保することができており、ローター１５５の剛性が向上したことから、ローター１５５に起因する騒音も低減できることが確認できている。
【００７３】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２における同期モーター搭載圧縮機の縦断面図、図６は、同実施の形態における同期モーター搭載圧縮機のローターの水平断面図、図７は、図６における永久磁石挿入図である。
【００７４】
以下、図５から図７に基づいて、本発明の実施の形態２について説明する。
【００７５】
図５から図７において、圧縮機２０１は、容器２０２の内部に、圧縮要素２０３と同期モーター２０４を収納し、さらに、容器２０２の底部には、潤滑油２０５が貯留されている。
【００７６】
シャフト２１０は、主軸部２１１とこの主軸部２１１と一体連動するようにその一端に偏芯して形成された偏芯部２１２を有する。潤滑油２０５は、給油通路２１３を通って、各摺動部位に供給される。
【００７７】
圧縮要素２０３は、シャフト２１０を軸支する軸受部２２１、ピストン２２５と共に、圧縮室２３０を形成するシリンダ２２４などが形成されたシリンダブロック２２０を有し、シャフト２１０の偏芯部２１２とピストン２２５は、コネクティングロッド２２２により連結されることで、シャフト２１０の回転をピストン２２５の往復運動に変換し、シリンダ２２４の圧縮室２３０の容積変化による、吸入、圧縮動作を行っている。
【００７８】
容器内のガス２３１は、サクションマフラー２３１ａから圧縮室２３０に吸入され、圧縮された後に、シリンダヘッド２３３より、吐出管２３５より吐出される。吐出、吸入は、バルブの開閉により行われるがその詳細は図示していない。
【００７９】
次に、同期モーター２０４の詳細について説明する。
【００８０】
ローター２５５は、シャフト孔２５４ａで、シャフト２１０に固着されている。ローター２５５は、コア部２６８とアルミニウム合金などによる２次導体２７１を有し、２次導体２７１は、エンドリング２７２で両端が短絡されたかご形電動機を形成している。ステーター２６７は、積層電磁鋼板と銅やアルミなどの巻線を巻くことで形成されており、通
電により、回転磁界を発生させている。
【００８１】
さらに、コア部２６８は、磁石収納部２７０ｂを有し、中には、永久磁石２７０ａが入っており、永久磁石２７０ａと２次導体２７１を始動用かご形導体を有する同期モーターである。磁石収納部２７０ｂは、ローター２５５の外周面に形成されたスリット２９５であり、ローター２５５の外周面より、永久磁石２７０ａを挿入できるようになっている。
【００８２】
また、エンドリング２７２は、内周面２９０により、エンドリング２７２の半径方向サイズが確定されている。
【００８３】
また、永久磁石２７０ａは、磁極の中心に近い部位に磁石の磁界強度の強い永久磁石２７０ａを用いることもできる。
【００８４】
以上のように構成された同期モーター搭載圧縮機および同期モーターについて、以下その動作、作用を説明する。
【００８５】
圧縮機２０１の同期モーター２０４に通電が行われると、まず、２次導体２７１に流れる２次電流により、回転磁界が発生し、回転を始め、通電された電源周波数、磁極の極数に応じて、最終的に、永久磁石２７０ａにより、同期運転に移行する。
【００８６】
本発明の同期モーター搭載圧縮機２０１においては、従来例のように、コア部２６８のシャフト孔２５４ａ近傍や、剛性の高い、エンドリング２７２との間部分には、磁石収納部２７０ｂが無く、磁石収納部２７０ｂは、複数個、全て、エンドリング２７２の内周面２９０より外周側、さらには、最も外周面側に形成されたスリット２９５に配置されているので、永久磁石２７０ａを挿入や収納するコア部２６８の剛性を弱めることがなく、特に、シャフト２１０とコア部２６８のシャフト孔２５４ａとの圧入や焼嵌めなどにより変形されたり、逆に、変形により、圧入力が低下し、輸送時等にローター２５５のずれ等を起こす問題もない。
【００８７】
ずれを起こした場合は、磁気中心がずれて騒音を発生したり、コア部２６８が弱いことにより、騒音を発生したりする課題も、本発明の構成によれば、発生がない。
【００８８】
即ち、従来の騒音発生の原因は、ローター２５５のコア部２６８を形成するものが、０．３から１ｍｍ程度の電磁積層鋼板であり、コア部２６８の剛性が弱いと、それらが微小に共振したりすることにより発生するからである。
【００８９】
本発明の構成によれば、磁石収納部２７０ｂは、全て、エンドリング２７２の内周面２９０より外周側にあり、さらには、最外周面に位置するので、円周全面にわたる、エンドリング２７２の剛性が十分確保されている部分に磁石収納部２７０ｂを位置することができ、前述した従来の騒音課題が発生しないこととなる。
【００９０】
また、さらに、永久磁石２７０ａは、より、外周に近い方が、強磁界を得やすいので、ステーター２６７の発生磁界に近くなり、比較的磁力の弱い磁石でも、強磁界を得、高い効率を維持することが可能となる。
【００９１】
従来、一般的には、高効率を得るために、希土類永久磁石を利用する事例が開示されているが、本発明の構成を用いれば、例えば、鉄系（フェライト）磁石でも、十分な効率得ることも可能となり、貴重でかつ高価な資源、材料を用いずとも良く、効率の面からも、資源や材料の面からも環境にやさしくなる。
【００９２】
さらに、図７に示すように、永久磁石２７０ａの挿入は、コア部２６８の最外周に形成されたスリット２９５に挿入することにより行えるので、ローター２５５の成形時に、２次導体２７１とエンドリング２７２をまず、ダイキャスト、鋳造などにより成形した後に永久磁石２７０ａを着磁後や、着磁しないで挿入することが可能であり、生産性が極めて高くなる。
【００９３】
また、さらには、永久磁石２７０ａの挿入が、２次導体２７１とエンドリング２７２をまず、ダイキャスト、鋳造などにより成形した後にできることは、永久磁石２７０ａにダイキャスト、鋳造時などの高熱が伝導し、永久磁石２７０ａの特性劣化を招かないことを意味し、製造方法としても生産性がよく、特性劣化のない手段を提供できる構成となる発明である。
【００９４】
また、さらに、永久磁石２７０ａを、隣り合う２つの２次導体２７１間に配置することによって、２次導体２７１による始動時特性の良化と同期運転時の永久磁石２７０ａによる磁力の確保の両立ができ、２次電流損や、始動時の過負荷電流にも対応でき、十分な磁界による効率の確保と、２次電流抵抗の増加抑制の両立を図ることが可能となる。
【００９５】
また、表面に近い位置に永久磁石２７０ａを配置できることから、永久磁石２７０ａに従来のような、希土類による、貴重かつ高価な材料を用いずとも、例えば、フェライト系の永久磁石を使うことも可能であり、資源の観点からも、環境にやさしい同期モーター搭載圧縮機の達成が可能となる。
【００９６】
またさらに、本発明の実施の形態２は、２極の同期モーターを用いて説明しているが、磁極は、Ｎ極側とＳ極側に分かれ、永久磁石２７０ａの極の方向は、円の中心を境に反転している。このとき、磁極の中心に近い側、即ち、半円部の極の中心側に比較的磁力の強い永久磁石２７０ａを用い、相対する磁極の境目には、比較して弱めの永久磁石２７０ａを配置することで、相反する磁極間部分では、相互干渉を小さくし、磁極中心で、より強い磁界を得られる構成を得ることができるので、さらに高効率化を達成することが可能となる。
【００９７】
尚、本発明の実施の形態２では、２極の同期モーターで説明しているが、さらに曲数を増やしても同様の効果を得ることができる。
【００９８】
また、発明者の検討によると、本発明の同期モーターを用いることにより、磁石を従来の希土類系磁石より安価な磁石を用いた場合でも、従来以上の効率を確保することができており、ローター２５５の剛性が向上したことから、ローター２５５に起因する騒音も低減できることが確認できている。
【００９９】
（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３における同期モーターの縦断面図、図９は、図８におけるローターの縦断面図、図１０は、図９におけるローターの第２エンドリング成形前の製造方法図である。
【０１００】
以下、図８から図１０に基づいて、本発明の実施の形態３について説明する。
【０１０１】
図８から図１０において、同期モーター３０４は、ローター３５５とステーター４１０からなり、ローター３５５は、コア部３６８に、磁石収納部３７０ｂとシャフト孔３５４ａを有する。
【０１０２】
磁石収納部３７０ｂには、永久磁石４１１が挿入される。製造が終了した段階のロータ
ー３５５は、下側の第１エンドリング４０１と、上側の第２エンドリング４０２を有し、コア部３６８の外周側に形成された、かご形状の２次導体３７１を有する。
【０１０３】
以上のように構成された同期モーターについて、製造方法の動作、作用を説明する。
【０１０４】
まず、図１０に示すように、コア部３６８に、第１エンドリング４０１と、２次導体３７１が、アルミニウム合金、アルミダイキャスト、アルミ鋳造材などにより、ダイキャストや鋳造により、形成される。その際、２次導体３７１は、第１エンドリング４０１とは反対側に、突起部４０３を有するように製造する。
【０１０５】
次の段階では、永久磁石４１１を着磁した状態、あるいは、ローター３５５の完成後に着磁を行う場合は、磁化していない状態で、挿入する。
【０１０６】
次の段階では、第２エンドリング４０２を形成する。第２エンドリングは、突起部４０３と共に、ダイキャストや鋳造などの方法で形成するが、その際に、突起部４０３は、少なくとも第２エンドリング４０２との接触面が溶融し確実な導通が確保された状態で成形する。
【０１０７】
この際、永久磁石４１１は、既に挿入されているが、溶融等、加熱成形される部分が第２エンドリング４０２だけであるので、熱影響が永久磁石４１１に及びにくく、磁化されている場合は、磁力の劣化、また、磁化されていなくとも、材料の特性劣化の課題がなくなる。
【０１０８】
また、より望ましくは、コア部３６８を冷却しながら第２エンドリング４０２を溶融するか、あるいは、溶融形成後、急冷することで、熱影響をさらに軽減する方法も可能である。
【０１０９】
いずれにしても、本発明の同期モーターの製造方法によれば、従来は、永久磁石４１１を着磁した状態で、両側の第１および第２エンドリング４０１，４０２と２次導体３７１を一体ダイキャストをしてしまうと、磁力が低下する問題があったが、第１エンドリング４０１と２次導体３７１がダイキャストされた後に永久磁石４１１を挿入し、その後に第２エンドリング４０２の部分だけが、突起部４０３と共に溶融、ダイキャストされるだけであるので、溶融熱の影響が永久磁石４１１に及ばず、永久磁石４１１を着磁して挿入した場合はもとより、着磁しない状態で挿入した場合においても、永久磁石４１１の熱劣化がなく、永久磁石４１１の特性を維持できるので、高効率で生産性の高い製造方法が得られる。
【０１１０】
また、この製造方法は、永久磁石４１１が第１および第２エンドリング４０１，４０２の投影面積内に配置される全ての同期モーターに適用が可能であり、汎用性が高い。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
以上のように、本発明にかかる同期モーター搭載圧縮機および同期モーターの製造方法によれば、高効率で、貴重資源の有効利用もできる、環境にやさしい圧縮機と同期モーターが達成でき、冷蔵庫、エアコン等をはじめとする冷凍装置や、各種同期モーター利用機器に適用できることとなる。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明の実施の形態１における同期モーター搭載圧縮機の縦断面図
【図２】同実施の形態における同期モーター搭載圧縮機のローターの水平断面図
【図３】同実施の形態におけるローターの別の水平断面図
【図４】同実施の形態におけるローターのまた別の水平断面図
【図５】本発明の実施の形態２における同期モーター搭載圧縮機の縦断面図
【図６】同実施の形態における同期モーター搭載圧縮機のローターの水平断面図
【図７】図６における永久磁石挿入図
【図８】本発明の実施の形態３における同期モーターの縦断面図
【図９】図８におけるローターの縦断面図
【図１０】図９におけるローターの第２エンドリング成形前の製造方法図
【図１１】従来の同期モーター搭載圧縮機の縦断面図
【図１２】従来の同期モーターの水平断面図
【符号の説明】
【０１１３】
１０２，２０２  容器
１０３，２０３  圧縮要素
１０４，２０４，３０４  同期モーター
１１０，２１０  シャフト
１５５，２５５，３５５  ローター
１６８，２６８，３６８  コア部
１７０ａ，２７０ａ，４１１  永久磁石
１７０ｂ，２７０ｂ，３７０ｂ  磁石収納部
１７１，２７１，３７１  ２次導体
１７２，２７２  エンドリング
１９０，２９０  内周面
１９１  扁平導体部
１９２  強磁永久磁石
２９５  スリット
４０１  第１エンドリング
４０２  第２エンドリング
４０３  突起部
【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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【図９】
2010246229.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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