(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子鉄心およびこの鉄心に巻回された巻線を有する固定子と、回転子鉄心およびこの回転子鉄心内に埋設された永久磁石を有する回転子とを備えた永久磁石界磁同期電動機を製造する方法において、
前記回転子鉄心の外周部近傍に周方向に間隔をおいて複数のスロットを設け、かつ、このスロット内に選択的に導電性材料を埋設してかご型巻線を形成するとともに、このスロットの内周側に、前記永久磁石を挿入保持する磁石挿入孔を６ｎ個（ｎは整数）設け、この磁石挿入孔内に挿入される磁石の磁石極性を選択的に着磁することにより、２極から多極の回転子を形成し、前記かご型巻線を埋設したときは自己始動型同期電動機とし、前記かご型巻線を埋設しないときは可変速型同期電動機とすることによって、同じ形状の回転子鉄心を用いて２つの種類の電動機を製造することを特徴とする永久磁石界磁同期電動機の製造方法。
【請求項２】
固定子鉄心およびこの鉄心に巻回された巻線を有する固定子と、回転子鉄心およびこの回転子鉄心内に埋設された永久磁石を有する回転子とを備えた永久磁石界磁同期電動機を製造する方法において、
前記回転子鉄心の外周部近傍に周方向に間隔をおいて複数のスロットを設けるとともに、このスロットの内周側に前記永久磁石を挿入保持する磁石挿入孔を６個設け、かつ、２極電動機のときは前記スロット内に導電性材料を埋設してかご型巻線を形成するとともに、前記永久磁石を２極に着磁することによって自己始動型同期電動機とし、かつ、６極電動機のときは前記スロット内にかご型巻線を埋設することなく空間部に形成するとともに前記永久磁石を６極に着磁することによって可変速同期電動機とし、一定速の電動機および可変速の電動機を、同じ形状の回転子鉄心を共用して製造できるようにしたことを特徴とする永久磁石界磁同期電動機を製造する製造方法。
【請求項３】
固定子鉄心およびこの鉄心に巻回された巻線を有する固定子と、回転子鉄心およびこの回転子鉄心内に埋設された永久磁石を有する回転子とを備えた永久磁石界磁同期電動機を製造する方法において、
前記回転子鉄心の外周部近傍に周方向に間隔をおいて複数のスロットを設けるとともに、このスロットの内周側に前記永久磁石を挿入保持する磁石挿入孔を１２個設け、かつ２極電動機のときは前記スロット内に導電性材料を埋設してかご型巻線を形成するとともに前記永久磁石を２極に着磁することにより自己始動型同期電動機を製造し、かつ、６極電動機のときは前記スロット内にかご型巻線を埋設することなく空間部に形成するとともに前記永久磁石を６極に着磁することにより、可変速型同期電動機を製造し、かご型巻線を有する自己始動式の２極の永久磁石界磁同期電動機と、可変速の６極の永久磁石同期電動機を、回転子鉄心を共用して製造することを特徴とする永久磁石界磁同期電動機を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は永久磁石界磁同期電動機およびそれを用いた圧縮機に係り、特に廉価で簡単に形成できる永久磁石界磁同期電動機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来一般に採用されている永久磁石界磁同期電動機駆動の圧縮機，すなわち、電動機とスクロールとが一体で容器内に密封された圧縮機としては、ある一定の回転速度で運転される一定速機と、別置のインバータにより速度制御される可変速機とがよく知られている。
【０００３】
一定速機では、インバータ装置を用いないことから、駆動源となる電動機には、回転子にかご型巻線を設けた誘導電動機が用いられている。また、この場合、所望の圧縮能力を得るため回転速度の関係から、通常、２極の誘導電動機が用いられる。一方、可変速機では、インバータ駆動されるため、特開平８−８８９６３号公報にも開示されているように４極の埋込磁石形同期電動機が用いられるのが普通である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような永久磁石界磁同期電動機を用いた圧縮機であると、一定速機、可変速機それぞれに対応した電動機、すなわち、例えば２極の誘導電動機および４極の永久磁石界磁同期電動機を各々準備する必要がある。したがって、従来においては、この種の電動機の製造に際し、一定速機用の固定子および回転子、また可変速機用の固定子および回転子それぞれに対応した大掛かりな生産設備を準備しなければならなかった。
【０００５】
本発明はこれに鑑みなされたもので、その目的とするところは、電動機の磁極数に係りなく、必要最小限の設備で、廉価に、かつ簡単に製造することができる永久磁石界磁同期電動機およびこれを用いた圧縮機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、固定子鉄心およびこの鉄心に巻回された巻線を有する固定子と、回転子鉄心およびこの回転子鉄心内に埋設された永久磁石を有する回転子とを備えた永久磁石界磁同期電動機において、前記回転子鉄心の外周部近傍に複数のスロットを設けるとともに、このスロットの内周側に、前記永久磁石を挿入保持する磁石挿入孔を６ｎ個（ｎは整数）設け、この磁石挿入孔内の磁石極性を換える（着磁する）ことにより、２極から多極の回転子に共用できるように形成し所期の目的を達成するようにしたものである。
【０００７】
また本発明は、固定子鉄心およびこの鉄心に巻回された巻線を有する固定子と、回転子鉄心およびこの回転子鉄心内に埋設された永久磁石を有する回転子とを備えた永久磁石界磁同期電動機において、前記回転子鉄心の外周部近傍に周方向に間隔をおいて複数のスロットを設け、かつこのスロット内に導電性材料を埋設してかご型巻線を形成するとともに、このスロットの内周側に、前記永久磁石を挿入保持する磁石挿入孔を６ｎ個（ｎは整数）設け、この磁石挿入孔内の磁石極性を換えることにより、２極から多極の回転子に共用できるように形成したものである。
【０００８】
また本発明は、固定子鉄心およびこの鉄心に巻回された巻線を有する固定子と、回転子鉄心およびこの回転子鉄心内に埋設された永久磁石を有する回転子とを備えた永久磁石界磁同期電動機において、前記回転子鉄心の外周部近傍に周方向に間隔をおいて複数のスロットを設けるとともに、このスロットの内周側に前記永久磁石を挿入保持する磁石挿入孔を６個設け、かつ、２極電動機のときは前記スロット内に導電性材料を埋設してかご型巻線を形成するとともに前記永久磁石を２極に着磁し、かつ６極電動機のときは前記スロット内を空間部に形成するとともに前記永久磁石を６極に着磁し、一定速の時はかご型巻線を有する自己始動式の２極の永久磁石界磁同期電動機とし、可変速の時は６極の永久磁石同期電動機として、回転子鉄心を共用化できるようにしたものである。
【０００９】
また本発明は、固定子鉄心およびこの鉄心に巻回された巻線を有する固定子と、回転子鉄心およびこの回転子鉄心内に埋設された永久磁石を有する回転子とを備えた永久磁石界磁同期電動機において、前記回転子鉄心の外周部近傍に周方向に間隔をおいて複数のスロットを設けるとともに、このスロットの内周側に前記永久磁石を挿入保持する磁石挿入孔を１２個設け、かつ２極電動機のときは前記スロット内に導電性材料を埋設してかご型巻線を形成するとともに前記永久磁石を２極に着磁し、かつ６極電動機のときは前記スロット内を空間部に形成するとともに前記永久磁石を６極に着磁し、一定速の時はかご型巻線を有する自己始動式の２極の永久磁石界磁同期電動機とし、可変速の時は６極の永久磁石同期電動機として、回転子鉄心を共用化できるようにしたものである。
【００１０】
また本発明は、冷媒を吸い込んで圧縮し、かつ吐出する圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動する電動機部を備え、前記圧縮機構部を駆動する電動機に、永久磁石界磁同期電動機を用いた圧縮機において、前記電動機を、前述した永久磁石界磁同期電動機で構成するようにしたものである。
【００１１】
すなわちこのように形成された永久磁石界磁同期電動機であると、回転子鉄心の外周部近傍に複数のスロットと、その内周側に永久磁石挿入孔を、ｎを整数として６ｎ個設けることで、磁極数が２極、４極、６極、…、のように２極から多極の磁石回転子に併用でき、低コストに複数種類の永久磁石界磁同期電動機を形成することができる。また、回転子外周部近傍には、周方向に沿って複数のスロットが配置されていることから、このスロットを用いてかご型巻線を形成し、かつ永久磁石を２極に着磁すれば、自己始動式の２極の永久磁石界磁同期電動機の回転子を形成することができる。
【００１２】
また、回転子鉄心の外周部近傍に設けた複数のスロットにかご型巻線を形成し、かつ永久磁石を２極に着磁した回転子を適用した永久磁石界磁同期電動機を使用すれば、一定速圧縮機とすることができ、また、回転子鉄心の外周部近傍に設けた複数のスロット内を空間部とし、かつ永久磁石を４極、６極に着磁した回転子を適用した永久磁石界磁同期電動機を使用すれば、可変速圧縮機とすることができ、非常に廉価に、かつ簡単にこの種の電動機および圧縮機を製造することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下図示した実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。図１および図２には、その永久磁石界磁同期電動機が示されている。図中、１が回転子であり、２が回転子鉄心に設けられた全閉スロット、３が永久磁石挿入孔、４が永久磁石、６がクランクシャフト、７が回転子鉄心、８がかご型巻線である。
【００１４】
また、図８には、この電動機を用いた圧縮機が断面で示されている。圧縮機構部は、固定スクロール部材９の端板１１に直立する渦巻状ラップ１３と、旋回スクロール部材１０の端板１２に直立する渦巻状ラップ１４とが噛み合わされて形成され、旋回スクロール部材１０が、クランクシャフト６によって旋回運動させられ、圧縮動作が行なわれる。
【００１５】
すなわち、固定スクロール部材９および旋回スクロール部材１０によって形成される圧縮室１５（１５ａ、１５ｂ……）のうち、最も外径側に位置している圧縮室は、旋回運動に伴って両スクロール部材９、１０の中心に向かって移動し、容積が次第に縮小する。両圧縮室１５ａ、１５ｂが両スクロール部材９、１０の中心近傍に達すると、両圧縮室１５内の圧縮ガスは圧縮室１５と連通した吐出口１６から吐出される。吐出された圧縮ガスは、固定スクロール部材９およびフレーム１７に設けられたガス通路（図示せず）を通ってフレーム１７下部の圧縮容器１８内に至り、圧縮容器１８の側壁に設けられた吐出パイプ１９から圧縮機外に排出される。
【００１６】
また、本圧縮機では、圧力容器１８内に、駆動用電動機２０が内封されており、一定速度、あるいは別置のインバータ（図示せず）によって制御された回転速度で回転し、圧縮動作が行なわれる。駆動用電動機２０の下部には、油溜め部２１が設けられている。油溜め部２１内の油は回転運動により生ずる圧力差によって、クランクシャフト６内に設けられた油孔２２を通って、旋回スクロール部材１０とクランクシャフト６との摺動部、滑り軸受け２３等の潤滑に供される。
【００１７】
駆動用電動機２０は、固定子２６と回転子１とで構成される永久磁石界磁同期電動機である。固定子２６は、固定子鉄心２４とそれに巻き回された電機子巻線２５とで構成され、回転子１は、クランクシャフト６上に全閉スロット２、永久磁石４を埋設する永久磁石挿入孔３および磁石間スリット５を有する回転子鉄心７を設けて構成されている。ここで、永久磁石挿入孔３は、ｎを整数として６ｎ個設けられており、本図はｎを１とした場合が示されている。
【００１８】
図１は、圧縮機を可変速圧縮機として駆動する場合の電動機の回転子構造であり、永久磁石４を６極に着磁して、かつ全閉スロット２内は空間部としている。このように回転子１を形成した場合、別置のインバータ（図示せず）で圧縮機を可変速機として駆動する。
【００１９】
一方、図２は、圧縮機を一定速圧縮機とする場合の電動機の回転子構造であり、永久磁石４を２極に着磁し、かつ回転子１の外周部近傍に設けられた複数の全閉スロット２内に導電性材料を埋設してかご型巻線８を形成している。
【００２０】
このようにすることで、回転子１は誘導電流路を有する構造となり、駆動用電動機２０は自己始動式の２極の永久磁石界磁同期電動機となるため、一定速運転に対応できる。
【００２１】
図３〜図７には、本発明の他の実施例に係る回転子の径方向断面形状が示されている。なお、これらの図において、図１〜図２、図８と同一物には同一の符号を付したので、その詳細説明は省略する。この場合にも、永久磁石挿入孔３は、ｎを整数として６ｎ個設けられており、この図の場合は、ｎを２とした場合の例が示されている。
【００２２】
図３および図４では、永久磁石４が４極に、また図５では、６極にそれぞれ着磁されており、また全閉スロット２内は空間部に形成されている。このように回転子を構成しても、前述した図１のものと同様に可変速圧縮機の駆動用電動機の回転子とすることができる。
【００２３】
図６および図７には、永久磁石４が２極に着磁され、かつ回転子１の外周部近傍に設けられた複数の全閉スロット２内に導電性材料が埋設されてかご型巻線８が形成された場合の回転子が示されており、このように回転子を構成しても、前述した図２のものと同様の効果を得ることができる。
【００２４】
以上説明してきたようにこのように形成された永久磁石界磁同期電動機であると、回転子鉄心の外周部近傍に複数のスロットと、その内周側に永久磁石挿入孔を、ｎを整数として６ｎ個設けることで、磁極数が２極、４極、６極、…、のように２極から多極の磁石回転子に併用でき、すなわち、２極から多極の回転子鉄心を共用化することができ、低コストに複数種類の永久磁石界磁同期電動機を得ることができる。
【００２５】
また、回転子鉄心の外周部近傍に設けた複数のスロットにかご型巻線を形成し、かつ永久磁石を２極に着磁した回転子を適用した永久磁石界磁同期電動機を使用すれば、一定速圧縮機を得ることができ、かつ回転子鉄心の外周部近傍に設けた複数のスロット内を空間部とし、かつ永久磁石を４極、６極に着磁した回転子を適用した永久磁石界磁同期電動機を使用すれば、可変速圧縮機を得ることができるので、この永久磁石界磁同期電動機を用いれば圧縮機の低コスト化を図ることが可能となる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明によれば、磁極数が２極から多極の磁石回転子に併用でき、必要最小限の設備で、廉価に、かつ簡単に形成することができる永久磁石界磁同期電動機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の永久磁石界磁同期電動機の一実施例を示す正面図。
【図２】本発明の永久磁石界磁同期電動機の一実施例に係る径方向断面図。
【図３】本発明の永久磁石界磁同期電動機の他の実施例に係る径方向断面形状図。
【図４】本発明の永久磁石界磁同期電動機の他の実施例に係る径方向断面形状図。
【図５】本発明の永久磁石界磁同期電動機の他の実施例に係る径方向断面形状図。
【図６】本発明の永久磁石界磁同期電動機の他の実施例に係る径方向断面形状図。
【図７】本発明の永久磁石界磁同期電動機の他の実施例に係る径方向断面形状図。
【図８】本発明の対象とする圧縮機の縦断側面図。
【符号の説明】
１…回転子、２…全閉スロット、３…永久磁石挿入孔、４…永久磁石、５…磁石間スリット、６…クランクシャフト、７…回転子鉄心、８…かご型巻線、９…固定スクロール部材、１０…旋回スクロール部材、１１，１２…端版、１３，１４…ラップ、１５…圧縮室、１６…吐出口、１７…フレーム、１８…圧力容器、１９…吐出パイプ、２０…駆動用電動機、２１…油溜部、２２…油孔、２３…滑り軸受け、２４…固定子鉄心、２５…電機子巻線、２６…固定子。
【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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