(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の固定子の内側に回転子を配置し、前記回転子は、複数の磁石挿入孔を有し、この磁石挿入孔に永久磁石を収容した永久磁石型電動機において、
前記固定子の外径側と前記回転子の内径側に、各々位置決め用の切欠き部を少なくとも１つ設け、
前記 固定子に設けられた前記切欠き部は、前記固定子の内径側に一端を開口している２つのスロット間の中央を通る中心線上に設けられたことを特徴とする永久磁石型電動機。
【請求項２】
回転子に設けられた切欠き部は、前記回転子に装着されるバランスウエイトの重心と前記回転子の回転軸の中心を通る線上で、前記バランスウエイトの前記回転軸対称側の位置に形成されたことを特徴とする請求項１記載の永久磁石型電動機。
【請求項３】
固定子の外径側に設けられ、前記固定子の内径側に一端を開口している２つのスロット間の中央を通る中心線上に位置する切欠き部と、回転子の内径に設けられた切欠き部に各々挿入される挿入部を有する着磁用位置決め治具を備え、
前記回転子の永久磁石の着磁時に前記固定子に前記回転子を組み込んだ状態で、前記着磁用位置決め治具の挿入部を前記固定子の切欠き部と前記回転子の切欠き部に挿入し、そのまま保持することにより、前記固定子と前記回転子の位相を合わせて前記回転子に着磁させることを特徴とする永久磁石型電動機の着磁方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアコンや冷蔵庫の圧縮機駆動用のモータなどに使用される永久磁石型電動機に関するもので、特に固定子と回転子の位相を合わせ着磁するための部品形状と着磁方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は実開平３−５０３１４公報に示された従来の単気筒回転式圧縮機の縦断面図である。単気筒回転式圧縮機は、密閉容器１内に固定子２と圧縮機構部とを内装し、この圧縮機構部はシリンダ５、前記固定子２により回転子３を介して回転駆動される主軸４、この主軸４のクランク部に対し回転自在に嵌挿され主軸４の回転に伴い前記シリンダ５の内側面に沿って公転するピストン６、このピストン６に一端が接触しながら前記シリンダ５内に開設された溝内を往復運動するベーン７、このベーン７を背部よりピストン６の方向へ押圧するベーンスプリング８、および前記シリンダ５の両端に前記主軸４が回転自在に嵌挿される上軸受９と下軸受１０とで構成され、前記上軸受９に一体構造の端板の端面９ａと前記下軸受１０に一体構造の端板の端面１０ａとで前記シリンダ５を閉塞してなる冷媒圧縮機である。
【０００３】
また、前記主軸４のクランク部とバランスをとるため、回転子３の上端面には上バランスウエイト２１、下端面には下バランスウエイト２２が装着されている。
【０００４】
次に、この単気筒回転式圧縮機の動作について説明する。密閉容器１には吸入マフラ１１ａを具備した吸入管１１が外部より挿入され、この吸入管１１からシリンダ５内に導かれた冷媒ガスは、主軸４の回転に伴い、前記シリンダ５の内周に沿って公転するピストン６とこのピストン６に一端を接触しながら前記シリンダ５内に開設された溝内を往復運動するベーン７とで形成される密封された容積部の容積変化により圧縮され、圧縮が完了した冷媒ガスは、吐出ポートを通じてシリンダ５内より密閉容器１内へ吐出され、電動機固定子２の内径側や外周側を通り、密閉容器１に挿通された吐出管１３より、冷凍サイクル内へと送出される。密閉容器１の底部には冷凍機油１４が封入され、圧縮機構部の各摺動部に供給される。
【０００５】
また、電動機は高効率化を目的とし、永久磁石型電動機が利用され、更なる高効率化にともない前記電動機回転子３は鉄などの高透磁率材からなる円筒状回転子に軸方向に永久磁石を埋設する等により、突極性を有する回転子構造とし、マグネットトルクにあわせてリラクタンストルクをも利用する永久磁石型電動機が知られている。図９は突極性を有する永久磁石型電動機回転子の構造である。この回転子は、高透磁率材の鉄芯あるいは積層された電磁鋼板等で構成された回転子コア３ａの内部に永久磁石３ｂを軸方向に埋め込み、これを着磁して回転子３を形成している。この回転子３が固定子２に施された巻線により発生する回転磁界によりマグネットトルクおよびリラクタンストルクを発生している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記構成においては、回転子３内に永久磁石３ｂを組み込んだ状態で着磁する際、回転子３と固定子２の位相合わせをするために、密閉容器１を固定して、回転子３をそれにあわせて固定し着磁をするため、密閉容器１の固定位置や密閉容器１と固定子２との組付けのバラツキにより、固定子２と回転子３との位相がずれ、着磁が不完全となり電動機の効率の悪化が生じた。特に上記説明の突極性を持つ回転子３を着磁する際にはリラクタンストルクが作用し、回転子３に回転力が働き、強固に固定しなければ回転してしまい、回転子３の固定子２との位相がずれやすく、前記問題が発生しやすい。
【０００７】
本発明の目的はかかる従来の問題点を解決するためになされたもので、固定子と回転子の位相を精度良く合わせて着磁して、効率が高く、信頼性があり、コンパクトな永久磁石型電動機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る永久磁石型電動機は、円筒状の固定子の内側に回転子を配置し、前記回転子は、複数の磁石挿入孔を有し、この磁石挿入孔に永久磁石を収容した永久磁石型電動機において、前記固定子の外径側と前記回転子の内径側に、各々位置決め用の切欠き部を少なくとも１つ設け、前記 固定子に設けられた前記切欠き部は、前記固定子の内径側に一端を開口している２つのスロット間の中央を通る中心線上に設けられたものである。
【００１０】
また、回転子に設けられた切欠き部は、前記回転子に装着されるバランスウエイトの重心と前記回転子の回転軸の中心を通る線上で、前記バランスウエイトの前記回転軸対称側の位置に形成されたものである。
【００１１】
また、固定子の外径側に設けられ、前記固定子の内径側に一端を開口している２つのスロット間の中央を通る中心線上に位置する切欠き部と、回転子の内径に設けられた切欠き部に各々挿入される挿入部を有する着磁用位置決め治具を備え、前記回転子の永久磁石の着磁時に前記固定子に前記回転子を組み込んだ状態で、前記着磁用位置決め治具の挿入部を前記固定子の切欠き部と前記回転子の切欠き部に挿入し、そのまま保持することにより、前記固定子と前記回転子の位相を合わせて前記回転子に着磁させるものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を各図に示しながら説明する。ただし、各実施の形態において、従来の技術と同一または相当する部分は同一の符号を付してその説明を省略する。
【００１４】
実施の形態１．
図１は請求項１に係る実施の形態を示す永久磁石型電動機の固定子と回転子の上面図、図２は回転子コアの上面図、図３は請求項４に係る形態を示す回転子の着磁方法を示す斜視図である。なお、図１は固定子の巻線を省略している。
【００１５】
図１、２において２は固定子、２ｃはスロット、３は回転子である。２ａは固定子２の外径側に設けられた切欠き部、２ｂは内径側に設けられた切欠き部であり、図１には各々１つ示しているが、固定子２の外径側に設けられた切欠き部２ａ、もしくは内径側に設けられた切欠き部２ｂを各々１つ示しているが、固定子２の外径側もしくは内径側に切欠き部２ａ、２ｂの少なくとも１つが設けられていればよい。
【００１６】
３ｃは回転子２の内径側に設けられた切欠き部、３ｄは外径側に設けられた切欠き部であり、固定子２と同様に図には各々１つ示しているが、固定子２の外径側に設けられた切欠き部２ａ、もしくは内径側に設けられた切欠き部２ｂを各々１つ示しているが、回転子３の内径側もしくは外径側に切欠き部３ｃ、３ｄの少なくとも１つが設けられていればよい。
【００１７】
図１の回転子３には示されていないが、図２に示すように回転子コア３ａ回転子３には永久磁石挿入口３ｅに永久磁石３ｂが埋め込まれている。
【００１８】
次に図１に示す回転子３の永久磁石３ｂの着磁方法の説明を図３により行う。
但し、図３では説明のため固定子２のスロット２ｃの一部、巻線２ｄは省略している。図において２０は回転子３を着磁するときに固定子２と回転子３の位相を精度良く合わせるために使用する着磁用位置決め治具である。図において２０ａは固定子２の外周の切欠き部２ａに挿入される固定子用挿入部、２０ｂは回転子の内周の切欠き部３ｃに挿入される回転子用挿入部である。
【００１９】
まず、固定子２に回転子３を組み込む。このとき、図に示されていないが回転子３のシャフトは回転子３の端面に突き出てない構造であり、固定子２と回転子３の中心がでている状態である。
次にこの状態で着磁用位置決め治具２０の固定子用挿入部２０ａを固定子２の外周に設けられた２つの切欠き部２ａに、回転子用挿入部２０ｂを回転子３の内周の２つの切欠き部３ｃに同時に挿入することにより、固定子２と回転子３の位相を合わせ着磁を行う。
【００２０】
リラクタンストルクを利用する回転子３の永久磁石３ｂを着磁する際には、着磁用位置決め治具２０を挿入したまま、固定子２に着磁電流を流す。このとき、着磁電流により発生するリラクタンストルクにより回転子３が回転しようとするが、着磁用位置決め治具２０により防止される。
リラクタンストルクを利用しない回転子３の永久磁石３ｂを着磁する際には、着磁用位置決め治具２０を挿入したままにしなくともよい。
【００２１】
また、固定子２の切欠き部２ａ、２ｂと、回転子３の切欠き部３ｃ、３ｄは固定子２や回転子３のコアを製作する際に固定子２のスロット２ｃや回転子３の永久磁石挿入孔３ｅと同時に打抜き等の方法によりそれぞれ製作ができるので、固定子２の切欠き部２ａ、２ｂと固定子２のスロット２ｃとの位置関係及び回転子３の切欠き部３ｃ、３ｄと回転子３の永久磁石挿入孔３ｅとの位置関係の精度がよくなっている。
【００２２】
以上のように、回転子３に挿入される永久磁石３ｂの極中心と着磁中心を精度良く合わせることができるので、固定子２に着磁電流を流した場合、効率良く着磁できる位置に回転子３の位置決めが容易にできるので、少ない電力で信頼度の高い、着磁を行うことができる。
【００２３】
なお、本実施の形態では、固定子２の外周に２つの切欠き部２ａと回転子３の内周に２つの切欠き部３ｃが設けられた場合を示したが、例えば固定子２の内周に１つの切欠き部２ｂと回転子３の外周に１つの切欠き部３ｄが設けられた場合は、切欠き部２ｂ、３ｄに図３の着磁用位置決め治具２０の固定子用挿入部２０ａと同様なものを１つ挿入して位置決めをすればよい。
【００２４】
実施の形態２．
図４は請求項２に係る実施の形態を示す固定子のスロット部の部分図、図５、６は磁気回路を説明する固定子のスロット部の部分図である。
図において２ａは固定子２の外周側に設けられた切欠き部であり、２ｃは固定子２のスロットであり、固定子２の内径側に一端を開口し、内径の周囲に略等間隔に配設されている。なお、切欠き部２ａはスロット２ｃ間の中央に位置している。２ｄはスロット２ｃ内に挿入された巻線２ｄ、２ｅはコアバックであり、スロット２ｃと固定子２の外周までの部分である。
【００２５】
この構成における磁気回路の作用について図５、６により説明する。固定子２の巻線２ｄに電流が流れると図５に示すように巻線２ｄの周りには、磁気回路が形成される。この磁気回路の磁気的抵抗はコアバック２ｅの大きさにより変化し、コアバック２ｅが小さいほど抵抗となり、電動機の損失となる。固定子２の外周部に切欠き部２ａを入れることにより、コアバック２ｅは一部小さくなってしまうが、本実施の形態では、切欠き部２ａはスロット２ｃ間の中央に位置しており、スロット２ｃの固定子２の外周側と固定子２の外周の間には切欠き部２ａが形成されないので、コアバック２ｅが小さくならないので、磁気抵抗が高くなることによる損失を防ぐことができる。
【００２６】
比較のため図６に示す切欠き部２ａは、スロット２ｃ間の中央に位置してなく、スロット２ｃの固定子２の外周側と固定子２の外周の間に切欠き部２ａが形成された場合を示すが、コアバック２ｅは本実施の形態の例である図５より小さく磁気的抵抗が高くなり、電動機の損失が大きくなる。
【００２７】
以上のように、電動機の損失を生じさせないで、信頼度の高い着磁を行うことができる。
【００２８】
実施の形態３．
図７は請求項３に係る回転子の上面図を示すものである。図において２１は回転子３の外周側に設けられた上バランスウエイトであり、回転子３の外周側に設けられた切欠き部３ｄは１つだけである。切欠き部３ｄはバランスウエイトの重心Ｗと回転子の回転中心Ｃを通る線上で、上バランスウエイト２１の回転子３の回転軸対称側の外周に１つ形成されている。
【００２９】
したがって、切欠き部３ｃが回転中心Ｃに対し、偏芯した位置にあるので、回転子３が回転した時に、バランスウエイトとして作用する。また、切欠き部３ｄはバランスウエイトの重心Ｗと回転子の回転中心Ｃを通る線上で、バランスウエイト２１に対向する側の位置にあるので、バランスウエイト２１の質量や大きさを小さくすることができる。
【００３０】
以上のように、軽量でコンパクトな永久磁石型電動機を得ることができる。
【００３１】
なお、本実施の形態では回転子３の切欠き部が外周側に設けた場合で説明したが内周側に設けた場合でも同様の効果を得ることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、円筒状の固定子の内側に回転子を配置し、前記回転子は、複数の磁石挿入孔を有し、この磁石挿入孔に永久磁石を収容した永久磁石型電動機において、前記固定子の外径側と前記回転子の内径側に、各々位置決め用の切欠き部を少なくとも１つ設け、前記 固定子に設けられた前記切欠き部は、前記固定子の内径側に一端を開口している２つのスロット間の中央を通る中心線上に設けられたので、信頼度の高い着磁を行うことができ、効率が高く、信頼性のある永久磁石型電動機をえることができる。
【００３３】
また、固定子に設けられた切欠き部は、前記固定子の内径側に一端を開口している２つのスロット間の中央に位置しているので、電動機の損失を生じさせないで、信頼度の高い着磁を行うことができる。
【００３４】
また、回転子に設けられた切欠き部は、前記回転子に装着されるバランスウエイトの重心と前記回転子の回転軸の中心を通る線上で、前記バランスウエイトの前記回転軸対称側の位置に形成されたので、バランスウエイトの質量や大きさを小さくすることができ、軽量でコンパクトな電動機を得ることができる。
【００３５】
また、この発明に係る永久磁石型電動機の着磁方法は、固定子の外径側に設けられ、前記固定子の内径側に一端を開口している２つのスロット間の中央を通る中心線上に位置する切欠き部と、回転子の内径に設けられた切欠き部に各々挿入される挿入部を有する着磁用位置決め治具を備え、前記回転子の永久磁石の着磁時に前記固定子に前記回転子を組み込んだ状態で、前記着磁用位置決め治具の挿入部を前記固定子の切欠き部と前記回転子の切欠き部に挿入し、そのまま保持することにより、前記固定子と前記回転子の位相を合わせて前記回転子に着磁させるので、信頼度の高い着磁を行うことができる。
【００３６】
また、着磁用位置決め治具の挿入部を固定子の切欠き部と回転子の切欠き部に挿入後、そのまま保持するので、リラクタンストルクを利用する回転子の永久磁石を着磁する際には回転子の着磁時の回転を防止することができるので、信頼度の高い着磁を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態１を示す電動機の上面図である。
【図２】  図１の回転子の上面図である。
【図３】  実施の形態１を示す回転子の着磁方法を示す斜視図である。
【図４】  実施の形態２を示す固定子のスロット部の部分図である。
【図５】  図４の磁気回路を説明する固定子のスロット部の部分図である。
【図６】  図４の磁気回路を説明する固定子のスロット部の部分図である。
【図７】  実施の形態３を示す回転子の上面図である。
【図８】  従来の単気筒回転式圧縮機を示す縦断面図である。
【図９】  図８の回転子の上面図である。
【符号の説明】
２ 固定子、２ａ 外周側切欠き部、２ｂ 内周側切欠き部、２ｃ スロット、２ｄ 巻線、２ｅ コアバック、３ 回転子、３ｂ 永久磁石、３ｃ 内周側切欠き部、３ｄ 外周側切欠き部、３ｅ 永久磁石挿入孔、２０ 着磁用位置決め治具、２１ 上バランスウエイト。
【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】
0003635485.tif 000008
【図８】
0003635485.tif 000009
【図９】
0003635485.tif 000010