(57)【要約】  圧縮機用永久磁石埋込型電動機４は、ステータ鉄心３１と、ロータ１とを備え、ロータ１は、複数の磁石挿入孔を有するロータ鉄心１１と、ロータ鉄心１１の軸方向端部に配置されるエンドプレート１３，１４とを有し、エンドプレート１３，１４の外径は、ロータ鉄心１１の外径と等しく、エンドプレート１３，１４は、ロータ鉄心１１の磁性材料よりも強磁性の磁性材料で構成され、エンドプレート１３，１４には、複数の磁石挿入孔の各々とそれぞれ連通し、前記ロータの軸方向に伸びる複数の貫通孔が形成される。
2016203563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機に内蔵された圧縮機用永久磁石埋込型電動機であって、
前記圧縮機の容器の内周面に固定される環状のステータ鉄心と、
前記ステータ鉄心の内側に配置されるロータと、
を備え、
前記ロータは、
複数の磁石挿入孔を有するロータ鉄心と、
前記ロータ鉄心の軸方向端部に配置されるエンドプレートとを有し、
前記エンドプレートの外径は、前記ロータ鉄心の外径と等しく、
前記エンドプレートは、前記ロータ鉄心の磁性材料の透磁率よりも高い透磁率の磁性材料で構成され、
前記エンドプレートには、前記複数の磁石挿入孔の各々とそれぞれ連通し、前記ロータの軸方向に伸びる複数の貫通孔が形成される圧縮機用永久磁石埋込型電動機。
【請求項２】
前記エンドプレートは、複数の電磁鋼板を積層して構成される請求項１に記載の圧縮機用永久磁石埋込型電動機。
【請求項３】
前記エンドプレートは、前記ロータ鉄心の鉄損値よりも高い鉄損値の磁性材料で構成される請求項１に記載の圧縮機用永久磁石埋込型電動機。
【請求項４】
前記ロータ鉄心と前記エンドプレートには、回転軸が貫通し、
前記ロータ鉄心は、前記回転軸を介して対向して設置される２つの磁石挿入孔の組みを、複数組み有し、
前記エンドプレートは、前記回転軸を介して対向して設置される２つの貫通孔の組みを、複数組み有し、
前記複数組みの各々の組みの径方向の幅は、前記複数組みの各々の組みの径方向の幅よりも大きい請求項１から請求項３の何れか一項に記載の圧縮機用永久磁石埋込型電動機。
【請求項５】
前記エンドプレートには、前記ロータ鉄心と接する面とは反対側の面にバランス部材が設置される請求項１から請求項４の何れか一項に記載の圧縮機用永久磁石埋込型電動機。
【請求項６】
前記バランス部材は、非磁性材で構成される請求項５に記載の圧縮機用永久磁石埋込型電動機。
【請求項７】
前記バランス部材は、前記ロータ鉄心の磁性材料の透磁率よりも高い透磁率の磁性材料で構成され、
前記バランス部材には、前記エンドプレートに形成された複数の貫通孔の各々と連通する貫通孔が形成される請求項５に記載の圧縮機用永久磁石埋込型電動機。
【請求項８】
前記バランス部材は、複数の電磁鋼板を積層して構成される請求項５から請求項７の何れか一項に記載の圧縮機用永久磁石埋込型電動機。
【請求項９】
請求項１から請求項８の何れか一項に記載の圧縮機用永久磁石埋込型電動機を備えた圧縮機。
【請求項１０】
請求項９に記載の圧縮機を備えた冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機の容器に固定されるステータ鉄心とステータ鉄心の径方向内側に配置されるロータとを備えた圧縮機用永久磁石埋込型電動機、圧縮機、および冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示す従来の圧縮機は、圧縮機の容器に固定される圧縮要素と回転軸を介して圧縮要素を駆動する電動機とを備える。電動機は、環状のステータ鉄心とステータ鉄心の径方向内側に配置されたロータとを有し、ロータは、駆動軸と、複数の焼結希土類磁石と、複数の焼結希土類磁石の各々が挿入される磁石挿入孔が形成されて中心を貫通する駆動軸に固定されて駆動軸と一体に回転するロータ鉄心部と、ロータ鉄心部の軸方向の端部に配置される磁性金属製のエンドプレートとを有する。ロータ鉄心には、駆動軸を介して対向して設置される２つの磁石挿入孔の組みが複数組み形成される。エンドプレートは、その直径がロータ鉄心部の外径よりも小さく形成されている。また特許文献１に示す従来の圧縮機では、２つの磁石挿入孔の組の径方向の幅寸法が、エンドプレートの外径寸法よりも大きくなるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３５７４３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、ロータ鉄心の外径寸法に対してロータ鉄心の軸方向の長さを相対的に短く構成した偏平ロータを、圧縮機に用いた場合、圧縮機の負荷変動による振動と騒音の影響を受けやすい。これを抑制するためには、ロータ鉄心の軸方向の両端に配置されるエンドプレートの質量を増やして、ロータの慣性力を増大させる必要がある。一方、ロータ鉄心に挿入された複数の永久磁石の各々の軸方向端部と対向する位置にエンドプレートが設置されている場合、永久磁石の軸方向端部から漏れる漏洩磁束がエンドプレートに流れやすくなり、電動機効率の低下を招く。特許文献１に示す従来の圧縮機では、エンドプレートの外径寸法が２つの磁石挿入孔の組の径方向の幅寸法と同等に構成され、または、エンドプレートの外径寸法が２つの磁石挿入孔の組の径方向の幅寸法よりも小さく構成されている。そのため、特許文献１に示す従来の圧縮機では、単位高さ当たりのエンドプレートの質量が小さくなり、振動および騒音を抑制するために必要なロータの慣性力を得る上で、エンドプレートの軸方向の寸法を大きくする必要がある。従って、特許文献１に示す従来の圧縮機では、ロータの軸方向の高さ寸法が大きくなり、圧縮機の体積が増加して圧縮機のコストが高くなるという問題があった。【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電動機効率の低下を抑制しながら振動および騒音の抑制が可能な圧縮機用永久磁石埋込型電動機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る圧縮機用永久磁石埋込型電動機は、圧縮機に内蔵された圧縮機用永久磁石埋込型電動機であって、前記圧縮機の容器の内周面に固定される環状のステータ鉄心と、前記ステータ鉄心の内側に配置されるロータと、を備え、前記ロータは、複数の磁石挿入孔を有するロータ鉄心と、前記ロータ鉄心の軸方向端部に配置されるエンドプレートとを有し、前記エンドプレートの外径は、前記ロータ鉄心の外径と等しく、前記エンドプレートは、前記ロータ鉄心の磁性材料の透磁率よりも高い透磁率の磁性材料で構成され、前記エンドプレートには、前記複数の磁石挿入孔の各々とそれぞれ連通し、前記ロータの軸方向に伸びる複数の貫通孔が形成される。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、電動機効率の低下を抑制しながら振動および騒音の抑制が可能、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態に係る圧縮機用永久磁石埋込型電動機を内蔵した圧縮機の断面図
【図２】本発明の実施の形態に係る圧縮機用永久磁石埋込型電動機のロータ鉄心の横断面図
【図３】本発明の実施の形態に係る圧縮機用永久磁石埋込型電動機のエンドプレートの横断面図
【図４】本発明の実施の形態に係る圧縮機用永久磁石埋込型電動機の永久磁石を省いたロータ鉄心と２つのエンドプレートと２つのバランス部材との組みの縦断面図
【図５】本発明の実施の形態に係る圧縮機に内蔵される圧縮機構部の横断面図
【図６】本発明の実施の形態に係る圧縮機に内蔵されるロータが１回転する際に駆動トルクの変動を示す図
【図７】エンドプレートを取り付けていないロータを内蔵した電動機をインバータにより１２０度矩形波駆動した場合の電流波形を示す図
【図８】エンドプレートを取り付けたロータを内蔵した電動機をインバータにより１２０度矩形波駆動した場合の電流波形を示す図
【図９】本発明の実施の形態に係る圧縮機を搭載した冷凍サイクル装置の構成図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明に係る圧縮機用永久磁石埋込型電動機、圧縮機、および冷凍サイクル装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態．
図１は本発明の実施の形態に係る圧縮機用永久磁石埋込型電動機を内蔵した圧縮機の断面図である。圧縮機１００は、図示しない蒸発器から供給される冷媒ガスと残存する液冷媒とを分離するアキュムレータ５１と、円筒状の容器５５内に設置され吸入パイプ５２を介してアキュムレータ５１から供給された冷媒ガスを圧縮する圧縮機構部６０と、容器５５内に設置され圧縮機構部６０を駆動する圧縮機用永久磁石埋込型電動機４とを有する。以下の説明では圧縮機用永久磁石埋込型電動機４を単に電動機と称する。
【００１１】
圧縮機構部６０は、容器５５の内部に固定されアキュムレータ５１からの冷媒ガスが供給されるシリンダ６２と、回転軸２の他端側が挿入されシリンダ６２の軸方向一端を閉塞する上部フレーム６５と、上部フレーム６５に装着された上部吐出マフラ６１と、シリンダ６２の軸方向他端を閉塞する下部フレーム６４と、下部フレーム６４に装着された下部吐出マフラ６３と、シリンダ６２に配置され回転軸２に設置された偏心部２ａと共にシリンダ６２内を偏心回転運動するピストン６６とを備える。
【００１２】
回転軸２の一端側は、電動機を構成するロータ鉄心１１に挿入され、回転軸２の他端側は、シリンダ６２の内部空間を貫通して上部フレーム６５および下部フレーム６４により回転自在な状態で保持される。また回転軸２の他端側にはピストン６６と共に冷媒を圧縮する偏心部２ａが形成されている。
【００１３】
電動機は、ロータ１およびステータ３を備える。ステータ３は、厚さ０．２から０．５ｍｍの電磁鋼板から打ち抜かれた複数の鉄心片を積層した円筒状の中空積層体であり、容器５５の内周面に固定されるステータ鉄心３１と、ステータ鉄心３１を覆う絶縁部３２と、絶縁部３２を介してステータ鉄心３１に集中巻方式または分布巻方式で巻かれ、容器５５に固定されるガラス端子５３からの電力が供給される巻線３３とで構成される。ステータ鉄心３１は、容器５５の内周面に焼嵌め、冷嵌め、溶接、または圧入で固定される。なお、ステータ鉄心３１は、図示しない環状のバックヨークと、バックヨークの径方向内側に配置される図示しない複数のティースとを有し、複数のティースは、バックヨークの径方向内側に回転方向に離間して配置されているものとする。「回転方向」とはロータ１の回転方向をいう。
【００１４】
ロータ１は、電磁鋼板から打ち抜かれた複数の鉄心片を積層して成り、ステータ鉄心３１の径方向内側に隙間５を介して配置されるロータ鉄心１１と、ロータ鉄心１１に埋め込まれた複数の永久磁石１２と、ロータ鉄心１１の軸方向の一端に設置されるエンドプレート１３と、ロータ鉄心１１の軸方向の他端に設置されるエンドプレート１４と、エンドプレート１３のロータ鉄心１１側と反対側に設置されるバランス部材１５と、エンドプレート１４のロータ鉄心１１側と反対側に設置されるバランス部材１６とを有する。ロータ鉄心１１、エンドプレート１３、バランス部材１５、エンドプレート１４およびバランス部材１６の各々の中心には回転軸２が貫通する。
【００１５】
このように構成された電動機では、指令回転数に同期した周波数の電流が巻線３３に通電されることにより回転磁界が発生し、ロータ１が回転する。以下、ロータ１が回転しているときの圧縮機１００の動作を説明する。アキュムレータ５１から供給された冷媒ガスは、容器５５に固定された吸入パイプ５２よりシリンダ６２内へ吸入される。またロータ１が回転することにより偏心部２ａがシリンダ６２内で回転して、ピストン６６では冷媒の圧縮が行われる。圧縮された高温の冷媒は、上部吐出マフラ６１および下部吐出マフラ６３を経た後、ロータ１とステータ３との間の隙間５を通って容器５５内を上昇し、容器５５に設けられた吐出パイプ５４を通って図示しない冷凍サイクル装置内の冷凍サイクルの高圧側へと供給される。
【００１６】
図２は本発明の実施の形態に係る圧縮機用永久磁石埋込型電動機のロータ鉄心の横断面図である。ロータ鉄心１１は、磁極数に対応して回転方向に離間して形成される複数の磁石挿入孔１１ａと、複数の磁石挿入孔１１ａの各々に挿入される永久磁石１２と、ロータ鉄心１１の径方向中心に形成され回転軸２を挿入する挿入孔１１ｄとを備える。複数の磁石挿入孔１１ａの各々の断面形状は、径方向幅が回転方向幅よりも狭い長方形であり、複数の磁石挿入孔１１ａの各々は、軸方向に伸びロータ鉄心１１の一端から他端まで貫通する。隣接する磁石挿入孔１１ａには互いに異なる極性の永久磁石１２が挿入され、複数の磁石挿入孔１１ａの各々に挿入される永久磁石１２は、Ｎ極とＳ極とが交互に着磁された板形状である。
【００１７】
永久磁石１２の固定方法としては、磁石挿入孔１１ａへ圧入し、または接着剤を塗布した永久磁石１２を磁石挿入孔１１ａへ挿入するといった方法が考えられる。永久磁石１２はフェライト磁石と希土類磁石の何れでもよい。
【００１８】
ロータ鉄心１１には、磁石挿入孔１１ａの回転方向の両端部の各々にスリット１１ｂが形成され、さらに磁石挿入孔１１ａの径方向外側に複数のスリット１１ｃが回転方向に離間して形成される。これらのスリット群は、電動機の電磁加振力を低減するためのものである。
【００１９】
図示例のようにロータ鉄心１１は、回転軸２を介して対向して設置される２つの磁石挿入孔１１ａの組みを複数組み有し、Ｗ１は磁石挿入孔１１ａの組みの径方向の幅を表し、Ｄ１はロータ鉄心１１の外径を表す。
【００２０】
図３は本発明の実施の形態に係る圧縮機用永久磁石埋込型電動機のエンドプレートの横断面図である。２つのエンドプレート１３，１４の各々は、ロータ鉄心１１の磁性材料の透磁率よりも高い透磁率の磁性材料で構成され、エンドプレート１３，１４の中心部に形成され、回転軸２を挿入するための挿入孔１３ｄとを有する。またエンドプレートには、図２に示すロータ鉄心１１に形成される複数の磁石挿入孔１１ａのそれぞれと連通する貫通孔１３ａ，１４ａが形成される。すなわち、複数の貫通孔１３ａ，１４ａの各々は、ロータ鉄心１１の磁石挿入孔１１ａに挿入された永久磁石１２の軸方向端面と対向する位置に設けられている。
【００２１】
２つのエンドプレート１３，１４の各々は、回転軸２を介して対向して設置される２つの貫通孔１３ａ，１４ａの組みを複数組み有し、Ｗ２は貫通孔１３ａ，１４ａの組みの径方向の幅を表し、Ｄ２はエンドプレート１３，１４の外径を表す。
【００２２】
エンドプレート１３，１４には電磁加振力が作用しにくい。そのため、エンドプレート１３，１４には、図２に示す複数のスリット１１ｃに相当するスリットを設けなくてもよい。また、エンドプレート１３，１４に用いられる強磁性の磁性材料は、鋼または鋳鉄といった鉄で構成される。
【００２３】
図４は本発明の実施の形態に係る圧縮機用永久磁石埋込型電動機の永久磁石を省いたロータ鉄心と２つのエンドプレートと２つのバランス部材との組みの縦断面図である。
【００２４】
図４に示すように２つのエンドプレート１３，１４の各々の外径Ｄ２はロータ鉄心１１の外径Ｄ１と等しく、２つのエンドプレート１３，１４の各々に形成された貫通孔１３ａ，１４ａの組みの径方向の幅Ｗ２は、ロータ鉄心１１に形成された磁石挿入孔１１ａの組みの径方向の幅Ｗ１よりも広い。２つのエンドプレート１３，１４の各々に貫通孔１３ａ，１４ａを設けることにより、図２に示す永久磁石１２の軸方向端部からエンドプレート１３，１４側に流れる漏洩磁束を抑制でき、電動機効率の低下を抑制可能である。
【００２５】
また、貫通孔１３ａ，１４ａの組みの径方向の幅Ｗ２は、磁石挿入孔１１ａの組みの径方向の幅Ｗ１よりも広いため、永久磁石１２の軸方向端部から漏れる漏洩磁束を効果的に抑制可能である。
【００２６】
また、エンドプレート１３，１４を構成する複数の電磁鋼板の外径Ｄ２を、ロータ鉄心１１を構成する電磁鋼板の外径Ｄ１と等しくすることにより、ロータ鉄心１１およびエンドプレート１３，１４を同一の順送金型で同時に積層できるため、製造工程を簡略化することができる。
【００２７】
また、エンドプレート１３，１４は、図１に示すステータ３からの磁束が鎖交しにくく鉄損が小さいため、エンドプレート１３，１４を構成する複数の電磁鋼板には、ロータ鉄心１１を構成する複数の電磁鋼板の鉄損値よりも高い鉄損値の磁性材料を用いてもよい。これによりエンドプレート１３，１４の材料コストを低減可能である。
【００２８】
また図４に示すエンドプレート１３，１４の各々の端部にはバランス部材１５，１６が設けられている。図１に示すロータ１の回転により、回転軸２には偏心部２ａに作用した遠心力に起因するたわみが生じる。回転軸２のたわみによりステータ鉄心３１の軸心に対してロータ鉄心１１の軸心が傾き、ロータ１が振れた状態となる。ところが、バランス部材１５，１６を設けることによりロータ１の振れを打消して電動機の振動と騒音を抑制できる。
【００２９】
またバランス部材１５，１６は、ロータ鉄心１１の磁性材料よりも強磁性の磁性材料、または、非磁性材で構成される。
【００３０】
バランス部材１５，１６が強磁性の磁性材料で構成される場合、バランス部材１５，１６には、エンドプレート１３，１４に形成された複数の貫通孔１３ａ，１４ａのそれぞれと連通する貫通孔１５ａ，１６ａが複数形成される。バランス部材１５，１６に複数の貫通孔１５ａ，１６ａを設けることにより、高価な非磁性材を用いなくても、図２に示す永久磁石の軸方向端部から漏れる漏洩磁束を効果的に抑制することができ、材料コストを低減できる。
【００３１】
バランス部材１５，１６が非磁性材で構成される場合、バランス部材１５，１６には、複数の貫通孔１５ａ，１６ａを形成する必要がない。従って、非磁性材で構成したバランス部材１５，１６の比重は、強磁性の磁性材料で構成したバランス部材１５，１６の比重よりも大きくなり、図１に示すロータ１のイナーシャを大きくすることができる。従って、図１に示すロータ１に非磁性材で構成したバランス部材１５，１６を用いた場合、ロータ１では、図１に示す偏心部２ａの回転による振れを打消して電動機の振動と騒音をより一層抑制できる。
【００３２】
またバランス部材１５，１６は、複数の電磁鋼板を積層して構成してもよい。この構成によりロータ鉄心１１、エンドプレート１３，１４、およびバランス部材１５，１６を同一の順送金型で同時に積層できるため、製造工程を簡略化することができる。
【００３３】
なお、ロータ鉄心１１と２つのエンドプレート１３，１４とを含むロータ１の軸方向長が、図１に示すステータ鉄心３１の軸方向長よりも大きくなるように構成されている場合、ロータ１には、２つのエンドプレート１３，１４の内、一方のみを取り付けてもよい。図１に示す圧縮機１００内に設けられた図示しない軸受に近い下側のエンドプレート１４を取り付けた場合、ロータ１の振れによる振動および騒音を効果的に抑制できる。２つのエンドプレート１３，１４を用いる場合、下側のエンドプレート１４の軸方向の長さを、上側のエンドプレート１３の軸方向の長さよりも大きくすることでも同様の効果が得られる。
【００３４】
図５は本発明の実施の形態に係る圧縮機に内蔵される圧縮機構部の横断面図、図６は本発明の実施の形態に係る圧縮機に内蔵されるロータが１回転する際に駆動トルクの変動を示す図である。図６の横軸は図１に示すロータ１の回転角を表し、縦軸は駆動トルクを表す。図５に示すように圧縮機構部６０は容器５５の内周面に固定される。圧縮機構部６０は、シリンダ６２と、偏心部２ａと一体で回転自在に形成されてシリンダ６２の内周部に嵌入されるピストン６６と、シリンダ６２の内周部に設けられたシリンダ室６７とを有する。シリンダ６２は、吸入パイプ５２と連通すると共に、吐出口６７ｃが形成されたシリンダ室６７を有する。シリンダ室６７は、吸入パイプ５２に通じる低圧室６７ｂと、吐出口６７ｃに通じる高圧室６７ａと、低圧室６７ｂと高圧室６７ａとを区画するベーン６９とにより構成されている。
【００３５】
図示しないインバータの通電により図１に示すロータ１が回転することで、回転軸２に設けられたピストン６６がシリンダ６２内で回転する。このとき吸入パイプ５２を通じてシリンダ室６７内に冷媒ガスが吸入され、吸入された冷媒ガスはシリンダ室６７で圧縮されて吐出口６７ｃより吐き出される。回転軸２にはロータ１が１回転する際、大きな圧力変動、すなわち駆動トルク変動が伴うことになる。
【００３６】
図７はエンドプレートを取り付けていないロータを内蔵した電動機をインバータにより１２０度矩形波駆動した場合の電流波形を示す図、図８はエンドプレートを取り付けたロータを内蔵した電動機をインバータにより１２０度矩形波駆動した場合の電流波形を示す図である。図７，８の横軸は図１に示すロータ１の回転角を表し、縦軸は電動機に流れる電流の波形を表す。
【００３７】
図７に示すように、エンドプレート１３，１４を取り付けていないロータを内蔵した電動機ではロータが１回転する間に大きな電流脈動が生じるのに対して、図８に示すように、エンドプレート１３，１４を取り付けたロータを内蔵した電動機ではロータが１回転する間の電流脈動が低減していることが分かる。本発明の実施の形態のロータ鉄心１１には、ロータ鉄心１１の外径と等しい外径のエンドプレート１３，１４が設けられている。これによりロータの慣性力を増大させることができ、電動機の振動および騒音を抑制できる。なお図７，８では電動機を１２０度矩形波駆動した例を説明したが、電動機の駆動方式は１２０度矩形波駆動に限られるものではない。本発明の実施の形態に係る電動機では例えば１２０度以上の矩形波駆動、正弦波駆動といった如何なる駆動方式であっても同様の効果が得られる。
【００３８】
図９は本発明の実施の形態に係る圧縮機を搭載した冷凍サイクル装置の構成図である。冷凍サイクル装置２００は、圧縮機１００と、四方弁７５と、圧縮機１００において圧縮された高温高圧の冷媒ガスの熱を空気と熱交換して凝縮し液冷媒にする凝縮器７２と、液冷媒を膨張させて低温低圧の液冷媒にする膨張器７３と、低温低圧の液冷媒から吸熱して低温低圧のガス冷媒にする蒸発器７４と、圧縮機１００、膨張器７３、および四方弁７５を制御する制御部７６とで構成される。圧縮機１００、四方弁７５、凝縮器７２、膨張器７３、および蒸発器７４は、各々冷媒配管７１により接続され冷凍サイクルを構成する。圧縮機１００を用いることにより高効率で高出力な冷凍サイクル装置２００を提供できる。冷凍サイクル装置２００は、例えば空気調和機に好適である。
【００３９】
以下、冷凍サイクル装置２００の動作を説明する。冷凍サイクル装置２００の通常の運転時では、圧縮機１００、凝縮器７２、膨張器７３、蒸発器７４の順で冷媒が循環し、再び圧縮機１００に戻る冷凍サイクルが行われる。圧縮機１００で圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、凝縮器７２において空気と熱交換して凝縮して液冷媒となり、液冷媒は、膨張器７３において膨張して低温低圧の冷媒ガスとなり、蒸発器７４において空気と熱交換して蒸発して再び圧縮機１００において圧縮され、高温高圧の冷媒ガスとなる。
【００４０】
冷凍サイクル装置２００に圧縮機１００を用いることによって、コストを抑えながら低振動化と低騒音化を図ることが可能な冷凍サイクル装置２００を提供可能である。
【００４１】
なお、本発明の実施の形態ではエンドプレート１３，１４がロータ鉄心１１の一端と他端の双方に設けられているが、エンドプレート１３，１４はロータ鉄心１１の一端のみ、またはロータ鉄心１１の他端のみに設けてもよい。またエンドプレート１３，１４は、電磁鋼板を積層したものに限定されず、電磁鋼板以外の鋼または鋳鉄といった鉄を加工した一体型のエンドプレートでもよい。また本発明の実施の形態ではロータ鉄心１１に６つの永久磁石１２が挿入されているが、７つ以上の永久磁石１２を用いてもよい。また本発明の実施の形態ではエンドプレート１３，１４には、複数の磁石挿入孔１１ａの各々とそれぞれ連通し、ロータ１の軸方向に伸びる複数の貫通孔１３ａ，１４ａが形成されているが、貫通孔１３ａ，１４ａの数は図示例に限定されるものではない。例えばエンドプレート１３には複数の磁石挿入孔１１ａの内の少なくとも１つと連通し、ロータ１の軸方向に伸びる１または複数の貫通孔１３ａを設けてもよい。同様にエンドプレート１４には複数の磁石挿入孔１１ａの内の少なくとも１つと連通し、ロータ１の軸方向に伸びる１または複数の貫通孔１４ａを設けてもよい。このように構成した場合でも永久磁石１２の軸方向端部からエンドプレート１３，１４側に流れる漏洩磁束を抑制しながらロータ１の慣性力を増大させることができ、電動機効率の低下を抑制しながら電動機の振動および騒音を抑制することができる。
【００４２】
以上に説明したように本発明の実施の形態に係る圧縮機用永久磁石埋込型電動機４は、ステータ鉄心３１と、ロータ１とを備え、ロータ１は、複数の磁石挿入孔１１ａを有するロータ鉄心１１と、ロータ鉄心１１の軸方向端部に配置されるエンドプレート１３，１４とを有し、エンドプレート１３，１４の外径は、ロータ鉄心１１の外径と等しく、エンドプレート１３，１４は、ロータ鉄心１１の磁性材料の透磁率よりも高い透磁率の磁性材料で構成され、エンドプレート１３，１４は、複数の磁石挿入孔１１ａの各々と連通する複数の貫通孔１３ａ，１４ａを有する。この構成により、永久磁石１２の軸方向端部からエンドプレート１３，１４側に流れる漏洩磁束を抑制しながらロータ１の慣性力を増大させることができ、電動機効率の低下を抑制しながら電動機の振動および騒音を抑制することができる。また、本発明の実施の形態では、エンドプレート１３，１４の外径がロータ鉄心１１の外径と等しいため、ロータ１の軸方向長さが抑制され、小型で低コストな圧縮機１００が実現できる。また本発明の実施の形態に係る圧縮機用永久磁石埋込型電動機４を圧縮機１００に用いることにより、圧縮機１００の容器５５、吐出パイプ５４および吸入パイプ５２を伝わって発生する騒音を抑制でき、圧縮機１００が搭載される空調機または冷蔵庫といった家電機器の騒音を低減することができる。
【００４３】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１  ロータ、２  回転軸、２ａ  偏心部、３  ステータ、４  圧縮機用永久磁石埋込型電動機、５  隙間、１１  ロータ鉄心、１１ａ  磁石挿入孔、１１ｂ，１１ｃ  スリット、１１ｄ  挿入孔、１２  永久磁石、１３  エンドプレート、１３ａ  貫通孔、１３ｄ  挿入孔、１４  エンドプレート、１４ａ  貫通孔、１５  バランス部材、１５ａ  貫通孔、１６  バランス部材、１６ａ  貫通孔、３１  ステータ鉄心、３２  絶縁部、３３  巻線、５１  アキュムレータ、５２  吸入パイプ、５３  ガラス端子、５４  吐出パイプ、５５  容器、６０  圧縮機構部、６１  上部吐出マフラ、６２  シリンダ、６３  下部吐出マフラ、６４  下部フレーム、６５  上部フレーム、６６  ピストン、６７  シリンダ室、６７ａ  高圧室、６７ｂ  低圧室、６７ｃ  吐出口、６９  ベーン、７１  冷媒配管、７２  凝縮器、７３  膨張器、７４  蒸発器、７５  四方弁、７６  制御部、１００  圧縮機、２００  冷凍サイクル装置。
【図１】
2016203563.tif 000003
【図２】
2016203563.tif 000004
【図３】
2016203563.tif 000005
【図４】
2016203563.tif 000006
【図５】
2016203563.tif 000007
【図６】
2016203563.tif 000008
【図７】
2016203563.tif 000009
【図８】
2016203563.tif 000010
【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年5月15日(2017.5.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の磁石挿入孔を有するロータ鉄心と、
前記ロータ鉄心の軸方向端部に配置されるエンドプレートとを有し、
前記エンドプレートの外径は、前記ロータ鉄心の外径と等しく、
前記エンドプレートには、前記複数の磁石挿入孔の各々とそれぞれ連通し、前記ロータ鉄心の軸方向に伸びる複数の貫通孔が形成され、
前記複数の貫通孔は、それぞれが前記複数の磁石挿入孔に挿入された永久磁石の軸方向端面と対向する位置に設けられているロータ。
【請求項２】
前記エンドプレートは、複数の電磁鋼板を積層して構成される請求項１に記載のロータ。
【請求項３】
前記エンドプレートは、前記ロータ鉄心の鉄損値よりも高い鉄損値の磁性材料で構成される請求項１に記載のロータ。
【請求項４】
前記ロータ鉄心と前記エンドプレートには、回転軸が貫通し、
前記ロータ鉄心は、前記回転軸を介して対向して設置される２つの磁石挿入孔の組みを、複数組み有し、
前記エンドプレートは、前記回転軸を介して対向して設置される２つの貫通孔の組みを、複数組み有し、
前記エンドプレートにおける前記複数組みの各々の組みの径方向の幅は、前記ロータ鉄心における前記複数組みの各々の組みの径方向の幅よりも大きい請求項１から請求項３の何れか一項に記載のロータ。
【請求項５】
前記エンドプレートには、前記ロータ鉄心と接する面とは反対側の面にバランス部材が設置される請求項１から請求項４の何れか一項に記載のロータ。
【請求項６】
前記バランス部材は、非磁性材で構成される請求項５に記載のロータ。
【請求項７】
前記バランス部材は、前記ロータ鉄心の磁性材料の透磁率よりも高い透磁率の磁性材料で構成され、
前記バランス部材には、前記エンドプレートに形成された複数の貫通孔の各々と連通する貫通孔が形成される請求項５に記載のロータ。
【請求項８】
前記バランス部材は、複数の電磁鋼板を積層して構成される請求項５から請求項７の何れか一項に記載のロータ。
【請求項９】
環状のステータ鉄心と、
前記ステータ鉄心の内側に配置される請求項１から請求項８の何れか一項に記載のロータとを備えた永久磁石埋込型電動機。
【請求項１０】
請求項９に記載の永久磁石埋込型電動機を備えた圧縮機。
【請求項１１】
請求項１０に記載の圧縮機を備えた冷凍サイクル装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、ロータ、圧縮機用永久磁石埋込型電動機、圧縮機、および冷凍サイクル装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電動機効率の低下を抑制しながら振動および騒音の抑制が可能なロータを得ることを目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るロータは、複数の磁石挿入孔を有するロータ鉄心と、前記ロータ鉄心の軸方向端部に配置されるエンドプレートとを有し、前記エンドプレートの外径は、前記ロータ鉄心の外径と等しく、前記エンドプレートには、前記複数の磁石挿入孔の各々とそれぞれ連通し、前記ロータ鉄心の軸方向に伸びる複数の貫通孔が形成され、前記複数の貫通孔は、それぞれが前記複数の磁石挿入孔に挿入された永久磁石の軸方向端面と対向する位置に設けられている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
以下に、本発明に係るロータ、圧縮機用永久磁石埋込型電動機、圧縮機、および冷凍サイクル装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【国際調査報告】
2016203563.tif 000012
2016203563.tif 000013
2016203563.tif 000014
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