(57)【要約】【課題】インナーロータ型のモータにおいて、剛性を低下させず、かつ、磁束の流れを阻害することなく、簡単な構成でロータを軸方向に貫通する流体通路の流路断面積を容易に確保できるモータおよびそれを用いた圧縮機を提供する。【解決手段】ロータ３０は、電磁鋼板が積層されたロータコア３１と、ロータコア３１に軸方向に埋め込まれ、周方向に略正六角形状に配置された６つの永久磁石３２と、その６つの永久磁石３２により形成された正六角形の頂点近傍かつ半径方向内側に配置され、軸方向に貫通してロータコア３１を締結するリベット３３と、ロータコア３１のリベット３３間に設けられ、軸方向にロータコア３１を貫通する貫通穴３４とを備える。上記貫通穴３４を、ロータコア３１の永久磁石３２の中央部の半径方向内側に設ける。【選択図】図１Ａ
2008206358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ(３０)の外周側を囲うようにステータ(４０)が配置されたインナーロータ型のモータであって、
上記ロータ(３０)は、
電磁鋼板が積層されたロータコア(３１)と、
上記ロータコア(３１)に軸方向に埋め込まれ、周方向に略正多角形状に配置された磁石(３２)と、
上記ロータコア(３１)の上記磁石(３２)により形成された略正多角形の頂点近傍かつ半径方向内側に設けられた軸方向に貫通する複数の穴(３１c)と、
上記複数の穴(３１c)の全部または一部に挿通され、上記ロータコア(３１)を締結する締結部材(３３)と、
上記ロータコア(３１)の上記穴(３１c)間に設けられ、軸方向に上記ロータコア(３１)を貫通する流体通路(３４)と
を備えたことを特徴とするモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のモータにおいて、
上記流体通路(３４)は、上記ロータコア(３１)の上記磁石(３２)により形成された上記略正多角形の辺の中央部分の半径方向内側に設けられていることを特徴とするモータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のモータにおいて、
上記磁石(３２)と上記流体通路(３４)との間の半径方向の寸法よりも、上記ロータコア(３１)の内側と上記流体通路(３４)との間の半径方向の寸法が短いことを特徴とするモータ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つに記載のモータ(３)と、
上記モータ(３)により駆動される圧縮機構部(２)と
を備えたことを特徴とする圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インナーロータ型のモータおよびそれを用いた圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、第１のモータとしては、図５に示すロータ３３０を備えたインナーロータ型のものがある。このモータのロータ３３０は、図５に示すように、積層鋼板からなるロータコア３３１と、そのロータコア３３１に軸方向に貫通する穴に埋め込まれた６つの永久磁石３３２とを有している。図５において、３３５はロータコア３３１に設けられたかしめである。上記６つの永久磁石３３２は、周方向に正六角形状に配列されている。上記永久磁石３３２が形成する正六角形の頂点近傍かつ半径方向内側において、リベット３３３をロータコア３３１に貫通させて、ロータコア３３１の積層鋼板を軸方向両側から端板(図示せず)を用いて挟んで固定している。そして、上記ロータコア３３１のリベット３３３よりもさらに半径方向内側にロータコア３３１を貫通するように、断面形状が周方向に沿って湾曲した穴３３４を設けている。
【０００３】
上記従来の第１のモータでは、ロータコア３３１に設けられた穴３３４を、モータ冷却のための流体通路や圧縮機に用いた場合の冷媒通路に利用するとき、永久磁石３３２が形成する正六角形の頂点と回転軸中心を結ぶ線上にリベット３３３,穴３３４が配列され、リベット３３３,穴３３４が磁束密度の高い領域にあるので、磁束の流れを阻害してトルクや効率を低下させてしまう。また、トルクや効率の低下を抑えようとすれば、大きな穴を形成できず、穴３３４に求められる十分な流路断面積を確保することが容易でないという問題がある。
【０００４】
また、従来の第２のモータとしては、４つの永久磁石が周方向に正方形状に配列されたロータを備えたインナーロータ型のものがある(例えば、特許第３４８５８７７号(特許文献１)参照)。
【０００５】
この第２のモータは、積層鋼板からなるロータコアと、そのロータコアに軸方向に貫通する穴に埋め込まれた４つの永久磁石とを有している。上記４つの永久磁石は、周方向に正方形状に配列されている。上記各永久磁石の中央部近傍かつ半径方向内側に、ロータコアに貫通するリベットを有している。上記ロータコアのリベット間かつ永久磁石よりも半径方向内側にロータコアを貫通する冷媒通路を設けている。
【０００６】
上記従来の第２のモータにおいては、永久磁石が形成する正方形の頂点と回転軸中心を結ぶ線上には、冷媒通路のみが配列されているため、第１のモータほどの問題は生じない。ただし、リベットが永久磁石の中央部近傍かつ半径方向内側にある場合は、リベットから外周までの距離が遠いため、外周付近の剛性が低下し、音振動が増加する恐れがある。また、逆にリベットが永久磁石の中央部近傍かつ半径方向外側にある場合は、磁石の内側よりも更に磁束密度が高い領域にあるので、磁束の流れを阻害してトルクや効率を低下させてしまう。また、トルクや効率の低下を抑えようとすれば、リベットの外径が小さくなり、剛性が低下して、音振動が増加する恐れがある。
【特許文献１】特許第３４８５８７７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、この発明の課題は、インナーロータ型のモータにおいて、剛性を低下させず、かつ、磁束の流れを阻害することなく、簡単な構成でロータを軸方向に貫通する流体通路の流路断面積を容易に確保できるモータおよびそれを用いた圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、この発明のモータは、
ロータの外周側を囲うようにステータが配置されたインナーロータ型のモータであって、
上記ロータは、
電磁鋼板が積層されたロータコアと、
上記ロータコアに軸方向に埋め込まれ、周方向に略正多角形状に配置された磁石と、
上記ロータコアの上記磁石により形成された略正多角形の頂点近傍かつ半径方向内側に設けられた軸方向に貫通する複数の穴と、
上記複数の穴の全部または一部に挿通され、上記ロータコアを締結する締結部材と、
上記ロータコア上記穴間に設けられ、軸方向に上記ロータコアを貫通する流体通路と
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
上記構成のモータによれば、電磁鋼板が積層されたロータコアの磁石により形成された略正多角形の頂点近傍かつ半径方向内側に軸方向に貫通する複数の穴を設け、その複数の穴の全部または一部に挿通された締結部材がロータコアを軸方向に貫通して締結するインナーロータ型のモータにおいて、ロータコアの穴間の磁束の少ない領域に、軸方向にロータコアを貫通する流体通路を設けることによって、磁束の流れを阻害することなく流路断面積の大きな流体通路を確保することが可能となる。これにより、磁束の流れを阻害することなくトルク低下や効率低下を抑えることができると共に、ロータコアが外周側で締結部材により締結されるので、ロータの剛性を高めることも可能となる。このように、インナーロータ型のモータにおいて、剛性を低下させず、かつ、磁束の流れを阻害することなく、簡単な構成でロータを軸方向に貫通する流体通路の流路断面積を容易に確保できる。これにより、流体通路を利用してモータの冷却効率を向上できる。また、このモータを圧縮機に用いて上記流体通路を冷媒通路として利用して、その通路抵抗を低減できると共に、油上がりを防止できる。
【００１０】
また、一実施形態のモータでは、上記流体通路は、上記ロータコアの上記磁石により形成された上記略正多角形の辺の中央部分の半径方向内側に設けられている。
【００１１】
上記実施形態によれば、上記ロータコアの磁石により形成された略正多角形の辺の中央部分の半径方向内側に流体通路を設けることによって、大きな冷媒通路を確保できる。
【００１２】
また、一実施形態のモータでは、上記磁石と上記流体通路との間の半径方向の寸法よりも、上記ロータコアの内側と上記流体通路との間の半径方向の寸法が短い。
【００１３】
上記実施形態によれば、上記磁石と流体通路との間の半径方向の寸法よりも、ロータコアの内側と流体通路との間の半径方向の寸法を短くすることによって、ロータの中心により近い領域すなわち磁束の流れをより阻害しない領域に流体通路を形成でき、トルク低下や効率低下を効果的に抑えることができる。
【００１４】
また、この発明の圧縮機では、
上記のいずれか１つのモータと、
上記モータにより駆動される圧縮機構部と
を備えたことを特徴とする。
【００１５】
上記構成によれば、簡単な構成でロータを軸方向に貫通する流体通路の流路断面積を容易に確保できるインナーロータ型のモータを用いることによって、冷媒通路の通路抵抗を低減できると共に、油上がりを防止できる。
【発明の効果】
【００１６】
以上より明らかなように、この発明のモータによれば、インナーロータ型のモータにおいて、剛性を低下させず、かつ、磁束の流れを阻害することなく、簡単な構成でロータを軸方向に貫通する流体通路の流路断面積を容易に確保できるモータを実現することができる。
【００１７】
また、一実施形態のモータによれば、上記ロータコアの上記磁石の中央部の半径方向内側に流体通路を設けることによって、大きな冷媒通路を確保することができる。
【００１８】
また、一実施形態のモータによれば、上記磁石と流体通路との間の半径方向の寸法よりも、ロータコアの内側と流体通路との間の半径方向の寸法を短くすることによって、ロータの中心により近い領域すなわち磁束の流れをより阻害しない領域に流体通路を形成でき、トルク低下や効率低下を効果的に抑えることができる。
【００１９】
また、この発明の圧縮機によれば、上記モータを用いることによって、冷媒通路の通路抵抗を低減できると共に、油上がりを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、この発明のモータを図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２１】
〔第１実施形態〕
図１Ａはこの発明の第１実施形態のモータのロータ３０の上面図を示している。
【００２２】
このモータのロータ３０は、図１Ａに示すように、電磁鋼板が積層されたロータコア３１と、上記ロータコア３１に軸方向に貫通する埋込穴３１bに夫々埋め込まれ、周方向に略正六角形状に配置された６つの永久磁石３２と、上記ロータコア３１の永久磁石３２により形成された正六角形の頂点近傍かつ半径方向内側に設けられ、軸方向にロータコア３１を貫通する６つの穴３１cと、上記６つの穴３１cに挿通され、ロータコア３１を締結する締結部材の一例としてのリベット３３と、上記ロータコア３１のリベット３３間に設けられ、軸方向にロータコア３１を貫通する流体通路の一例としての貫通穴３４とを備えている。上記ロータコア３１は、中央に回転軸(図示せず)が内嵌される円穴３１aを設けた円筒形状をしている。上記ロータコア３１の各永久磁石３２の中央部とその永久磁石３２に隣接する貫通穴３４との間にかしめ部３５を設けている。このかしめ部３５により複数の電磁鋼板の積層方向の固着を行っている。
【００２３】
上記貫通穴３４は、永久磁石３２により形成された略正六角形の各辺の中央部分の半径方向内側に夫々配置されている。また、上記貫通穴３４の開口形状は、周方向に沿って湾曲した長穴形状であって、永久磁石３２と貫通穴３４との間の半径方向の寸法Ｌ１よりも、ロータコア３１の内側と貫通穴３４との間の半径方向の寸法Ｌ２を短くしている。
【００２４】
上記構成のインナーロータ型のモータによれば、ロータコア３１の穴３１c間の磁束の少ない領域に、軸方向にロータコア３１を貫通する貫通穴３４を設けることによって、磁束の流れを阻害することなく流路断面積の大きな貫通穴３４を流体通路として確保することが可能となる。これにより、磁束の流れを阻害することなくトルク低下や効率低下を抑えることができると共に、ロータコア３１が外周側でリベット３３により締結されるので、ロータ３０の剛性を高めることも可能となる。このように、インナーロータ型のモータにおいて、磁束の流れを阻害することなく、簡単な構成でロータ３０を軸方向に貫通する貫通穴３４の流路断面積を容易に確保できる。これにより、貫通穴３４を利用したモータの冷却効率を向上できる。また、このモータを圧縮機に用いて上記流体通路(貫通穴３４)を冷媒通路として利用して、その通路抵抗を低減できると共に、油上がりを防止することができる。
【００２５】
また、上記ロータコア３１の永久磁石３により形成された略正六角形の辺の中央部分の半径方向内側に流体通路である貫通穴３４を設けることによって、より大きな冷媒通路を確保できる。
【００２６】
また、上記永久磁石３と貫通穴３４との間の半径方向の寸法よりも、ロータコア３１の内側と貫通穴３４との間の半径方向の寸法を短くすることによって、ロータ３０の中心部により近い領域すなわち磁束の流れをより阻害しない領域に貫通穴３４を形成でき、トルク低下や効率低下を効果的に抑えることができる。
【００２７】
また、図１Ｂは上記ロータ３０のロータコア３１に端板３６を取り付けた状態を示しており、図１Ｂに示すように、ロータコア３１の積層鋼板を軸方向両側から端板３６を用いて挟んで固定している。
【００２８】
また、図２は上記モータと圧縮機構部とを備えたロータリ圧縮機の縦断面図を示している。
【００２９】
この圧縮機は、図２に示すように、密閉容器１と、上記密閉容器１内に配置された圧縮機構部２と、上記密閉容器１内かつ圧縮機構部２の上側に配置され、上記圧縮機構部２を回転軸４を介して駆動するインナーロータ型のモータ３とを備えている。
【００３０】
上記密閉容器１の下側側方に、吸入管１１を接続する一方、密閉容器１の上側に吐出管１２を接続している。上記吸入管１１から供給される冷媒ガスは、圧縮機構部２の吸込側に導かれる。
【００３１】
上記モータ３は、圧縮機構部２から吐出された高圧の冷媒ガスが満たされる密閉容器１内の高圧領域に配置されている。
【００３２】
上記モータ３は、回転軸４に固定された円筒形状のロータ３０と、上記ロータ３０の外周側に半径方向にエアギャップを介して対向するように配置されたステータ４０とを有する。上記ステータ４０は、ステータコア４１とそのステータコア４１に巻回されたコイル４２とを有する。このロータ３０は、図１Ａ,図１Ｂに示すロータ３０を用いている。
【００３３】
また、上記圧縮機構部２は、図２に示すように、シリンダ状の本体部２０と、この本体部２０の上下の開口端のそれぞれに取り付けられた上端板８および下端板９とを備える。上記回転軸４は、上端板８および下端板９を貫通して、本体部２０の内部に挿入されている。上記回転軸４は、圧縮機構部２の上端板８に設けられた軸受２１と、圧縮機構部２の下端板９に設けられた軸受２２により回転自在に支持されている。上記本体部２０内の回転軸４にクランクピン５が設けられ、そのクランクピン５に嵌合されて駆動されるピストン６とそれに対応するシリンダとの間に形成された圧縮室７により圧縮を行う。ピストン６は偏芯した状態で回転し、または、公転運動を行い、圧縮室７の容積を変化させる。
【００３４】
上記構成の圧縮機によれば、図１Ａ,図１Ｂに示すロータ３０を有するモータ３を用いることによって、冷媒通路である貫通穴３４の通路抵抗を低減すると共に、油上がりを防止することができる。
【００３５】
〔第２実施形態〕
図３はこの発明の第２実施形態のモータのロータ１３０の上面図を示している。この第２実施形態のモータのロータ１３０は、リベットを除いて第１実施形態のモータのロータ３０と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略する。
【００３６】
このモータのロータ１３０は、図３に示すように、６つの穴３１cのうち、１つおきに締結部材の一例としてのリベット３３が挿通されている。ロータコア３１の積層鋼板を軸方向両側から端板３６を用いて挟んで、３つのリベット３３によりロータコア３１を締結している。そして、リベット３３を挿通しない残りの３つの穴３１cを流体通路として利用している。なお、リベット３３用の穴３１cは、小さすぎるとリベット３３が挿入できず、大きすぎるとリベット３３の端部の摩擦力が減り、締結力不足となるため、良好に締結できる大きさである必要がある。
【００３７】
上記第２実施形態のモータは、第１実施形態のモータと同様の効果を有する。また、図３に示すロータ１３０を有するモータを圧縮機に用いることによって、冷媒通路である貫通穴の通路抵抗を低減すると共に、油上がりを防止することができる。
【００３８】
〔第３実施形態〕
図４はこの発明の第３実施形態のモータのロータ２３０の上面図を示している。この第３実施形態のモータのロータ２３０は、リベットと端板を除いて第１実施形態のモータのロータ３０と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略する。
【００３９】
このモータのロータ２３０は、図３に示すように、６つの穴３１cのうち、１つおきに締結部材の一例としてのリベット３３が挿通されている。ロータコア３１の積層鋼板を軸方向両側から端板３７を用いて挟んで、３つのリベット３３によりロータコア３１を締結している。そして、リベット３３を挿通しない残りの３つの穴３１cは、端板３７により塞がれている。なお、リベット３３用の穴３１cは、小さすぎるとリベット３３が挿入できず、大きすぎるとリベット３３の端部の摩擦力が減り、締結力不足となるため、良好に締結できる大きさである必要がある。
【００４０】
ここで、リベット３３を挿通しない３つの穴３１cを設けることにより、リベット３３を挿通した３つの穴３１cとの磁気的なアンバランスが生じず、トルクや効率低下を防止でき、音振動の増加を抑制できる。
【００４１】
上記第３実施形態のモータは、第１実施形態のモータと同様の効果を有する。また、図４に示すロータ２３０を有するモータを圧縮機に用いることによって、冷媒通路である貫通穴の通路抵抗を低減すると共に、油上がりを防止することができる。
【００４２】
上記第１〜第３実施形態では、ロータコア３１に周方向に略正六角形状に６つの永久磁石３２が配置されたモータについて説明したが、これに限らず、正方形状などの周方向に略正多角形状に磁石が配置されたモータにこの発明を適用してもよい。
【００４３】
また、上記第１〜第３実施形態では、冷媒通路としての貫通穴３４の開口部を周方向に沿って湾曲した長穴形状としたが、冷媒通路の大きさ,形状はこれに限らず、また、各冷媒通路は異なる大きさ,形状であってもよい。
【００４４】
また、上記第１実施形態では、ロータリ圧縮機について説明したが、スクロール圧縮機等の他の構成の圧縮機にこの発明を適用してもよい。
【００４５】
また、上記第１〜第３実施形態では、この発明のモータを用いた圧縮機について説明したが、圧縮機に限らず、他のモータを駆動する被駆動部を備えた装置に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１Ａ】図１Ａはこの発明の第１実施形態のモータのロータの上面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは上記ロータのロータコアに端板を取り付けた状態を示す上面図である。
【図２】図２は上記モータと圧縮機構部とを備えたロータリ圧縮機の縦断面図である。
【図３】図３はこの発明の第２実施形態のモータのロータの上面図である。
【図４】図４はこの発明の第３実施形態のモータのロータの上面図である。
【図５】図５は従来のモータのロータの上面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…密閉容器
２…圧縮機構部
３…モータ
４…回転軸
５…クランクピン
６…ピストン
７…圧縮室
８…上端板
９…下端板
１１…吸入管
１２…吐出管
２０…本体部
２１,２２…軸受
３０,１３０,２３０…ロータ
３１…ロータコア
３１a…円穴
３１b…埋込穴
３１c…穴
３２…永久磁石
３３…リベット
３４…貫通穴
３５…かしめ部
３６,３７…端板
４０…ステータ
４１…ステータコア
４２…コイル
【図１Ａ】
2008206358.tif 000003
【図１Ｂ】
2008206358.tif 000004
【図２】
2008206358.tif 000005
【図３】
2008206358.tif 000006
【図４】
2008206358.tif 000007
【図５】
2008206358.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成20年7月7日(2008.7.7)
【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】
ロータ(３０)の外周側を囲うようにステータ(４０)が配置されたインナーロータ型のモータであって、
上記ロータ(３０)は、
電磁鋼板が積層されたロータコア(３１)と、
上記ロータコア(３１)に軸方向に埋め込まれ、周方向に略正多角形状に配置された磁石(３２)と、
上記ロータコア(３１)の上記磁石(３２)により形成された略正多角形の頂点近傍かつ半径方向内側に設けられた軸方向に貫通する複数の穴(３１c)と、
上記複数の穴(３１c)の全部または一部に挿通され、上記ロータコア(３１)を締結する締結部材(３３)と、
上記ロータコア(３１)の上記穴(３１c)間に設けられ、軸方向に上記ロータコア(３１)を貫通する流体通路(３４)と
を備え、
上記流体通路(３４)は、上記ロータコア(３１)の軸中心から上記磁石(３２)により形成された略正多角形の各頂点を通って外方に延びる線に対して上記ロータコア(３１)の外周円と交差する点を中心点とし、上記ロータコア(３１)の軸中心から上記略正多角形の辺の中間点を通って外方に延びる線に対して上記ロータコア(３１)の外周円と交差する点を交点とし、上記中心点とその中心点に隣接する上記交点とを結ぶ線分の長さを半径とする複数の円領域のうち、互いに隣接する上記円領域に跨って形成されていることを特徴とするモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のモータにおいて、
上記流体通路(３４)は、上記ロータコア(３１)の上記磁石(３２)により形成された上記略正多角形の辺の中央部分の半径方向内側に設けられていることを特徴とするモータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のモータにおいて、
上記磁石(３２)と上記流体通路(３４)との間の半径方向の寸法よりも、上記ロータコア(３１)の内側と上記流体通路(３４)との間の半径方向の寸法が短いことを特徴とするモータ。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１つに記載のモータにおいて、
上記締結部材(３３)は、上記複数の穴(３１c)のうち、１つおきの穴に挿通されていることを特徴とするモータ。
【請求項５】
請求項４に記載のモータにおいて、
上記ロータコア(３１)を軸方向両側から挟む端板(３７)を備え、
上記複数の穴(３１c)のうち、上記締結部材(３３)が挿通されていない穴は、上記端板(３７)により塞がれていることを特徴とするモータ。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１つに記載のモータ(３)と、
上記モータ(３)により駆動される圧縮機構部(２)と
を備えたことを特徴とする圧縮機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インナーロータ型のモータおよびそれを用いた圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、第１のモータとしては、図５に示すロータ３３０を備えたインナーロータ型のものがある。このモータのロータ３３０は、図５に示すように、積層鋼板からなるロータコア３３１と、そのロータコア３３１に軸方向に貫通する穴に埋め込まれた６つの永久磁石３３２とを有している。図５において、３３５はロータコア３３１に設けられたかしめである。上記６つの永久磁石３３２は、周方向に正六角形状に配列されている。上記永久磁石３３２が形成する正六角形の頂点近傍かつ半径方向内側において、リベット３３３をロータコア３３１に貫通させて、ロータコア３３１の積層鋼板を軸方向両側から端板(図示せず)を用いて挟んで固定している。そして、上記ロータコア３３１のリベット３３３よりもさらに半径方向内側にロータコア３３１を貫通するように、断面形状が周方向に沿って湾曲した穴３３４を設けている。
【０００３】
上記従来の第１のモータでは、ロータコア３３１に設けられた穴３３４を、モータ冷却のための流体通路や圧縮機に用いた場合の冷媒通路に利用するとき、永久磁石３３２が形成する正六角形の頂点と回転軸中心を結ぶ線上にリベット３３３,穴３３４が配列され、リベット３３３,穴３３４が磁束密度の高い領域にあるので、磁束の流れを阻害してトルクや効率を低下させてしまう。また、トルクや効率の低下を抑えようとすれば、大きな穴を形成できず、穴３３４に求められる十分な流路断面積を確保することが容易でないという問題がある。
【０００４】
また、従来の第２のモータとしては、４つの永久磁石が周方向に正方形状に配列されたロータを備えたインナーロータ型のものがある(例えば、特許第３４８５８７７号(特許文献１)参照)。
【０００５】
この第２のモータは、積層鋼板からなるロータコアと、そのロータコアに軸方向に貫通する穴に埋め込まれた４つの永久磁石とを有している。上記４つの永久磁石は、周方向に正方形状に配列されている。上記各永久磁石の中央部近傍かつ半径方向内側に、ロータコアに貫通するリベットを有している。上記ロータコアのリベット間かつ永久磁石よりも半径方向内側にロータコアを貫通する冷媒通路を設けている。
【０００６】
上記従来の第２のモータにおいては、永久磁石が形成する正方形の頂点と回転軸中心を結ぶ線上には、冷媒通路のみが配列されているため、第１のモータほどの問題は生じない。ただし、リベットが永久磁石の中央部近傍かつ半径方向内側にある場合は、リベットから外周までの距離が遠いため、外周付近の剛性が低下し、音振動が増加する恐れがある。また、逆にリベットが永久磁石の中央部近傍かつ半径方向外側にある場合は、磁石の内側よりも更に磁束密度が高い領域にあるので、磁束の流れを阻害してトルクや効率を低下させてしまう。また、トルクや効率の低下を抑えようとすれば、リベットの外径が小さくなり、剛性が低下して、音振動が増加する恐れがある。
【特許文献１】特許第３４８５８７７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、この発明の課題は、インナーロータ型のモータにおいて、剛性を低下させず、かつ、磁束の流れを阻害することなく、簡単な構成でロータを軸方向に貫通する流体通路の流路断面積を容易に確保できるモータおよびそれを用いた圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、この発明のモータは、
ロータの外周側を囲うようにステータが配置されたインナーロータ型のモータであって、
上記ロータは、
電磁鋼板が積層されたロータコアと、
上記ロータコアに軸方向に埋め込まれ、周方向に略正多角形状に配置された磁石と、
上記ロータコアの上記磁石により形成された略正多角形の頂点近傍かつ半径方向内側に設けられた軸方向に貫通する複数の穴と、
上記複数の穴の全部または一部に挿通され、上記ロータコアを締結する締結部材と、
上記ロータコア上記穴間に設けられ、軸方向に上記ロータコアを貫通する流体通路と
を備え、
上記流体通路は、上記ロータコアの軸中心から上記磁石により形成された略正多角形の各頂点を通って外方に延びる線に対して上記ロータコアの外周円と交差する点を中心点とし、上記ロータコアの軸中心から上記略正多角形の辺の中間点を通って外方に延びる線に対して上記ロータコアの外周円と交差する点を交点とし、上記中心点とその中心点に隣接する上記交点とを結ぶ線分の長さを半径とする複数の円領域のうち、互いに隣接する上記円領域に跨って形成されていることを特徴とする。
【０００９】
上記構成のモータによれば、電磁鋼板が積層されたロータコアの磁石により形成された略正多角形の頂点近傍かつ半径方向内側に軸方向に貫通する複数の穴を設け、その複数の穴の全部または一部に挿通された締結部材がロータコアを軸方向に貫通して締結するインナーロータ型のモータにおいて、ロータコアの穴間の磁束の少ない領域に、軸方向にロータコアを貫通する流体通路を設けることによって、磁束の流れを阻害することなく流路断面積の大きな流体通路を確保することが可能となる。これにより、磁束の流れを阻害することなくトルク低下や効率低下を抑えることができると共に、ロータコアが外周側で締結部材により締結されるので、ロータの剛性を高めることも可能となる。このように、インナーロータ型のモータにおいて、剛性を低下させず、かつ、磁束の流れを阻害することなく、簡単な構成でロータを軸方向に貫通する流体通路の流路断面積を容易に確保できる。これにより、流体通路を利用してモータの冷却効率を向上できる。また、このモータを圧縮機に用いて上記流体通路を冷媒通路として利用して、その通路抵抗を低減できると共に、油上がりを防止できる。
【００１０】
また、一実施形態のモータでは、上記流体通路は、上記ロータコアの上記磁石により形成された上記略正多角形の辺の中央部分の半径方向内側に設けられている。
【００１１】
上記実施形態によれば、上記ロータコアの磁石により形成された略正多角形の辺の中央部分の半径方向内側に流体通路を設けることによって、大きな冷媒通路を確保できる。
【００１２】
また、一実施形態のモータでは、上記磁石と上記流体通路との間の半径方向の寸法よりも、上記ロータコアの内側と上記流体通路との間の半径方向の寸法が短い。
【００１３】
上記実施形態によれば、上記磁石と流体通路との間の半径方向の寸法よりも、ロータコアの内側と流体通路との間の半径方向の寸法を短くすることによって、ロータの中心により近い領域すなわち磁束の流れをより阻害しない領域に流体通路を形成でき、トルク低下や効率低下を効果的に抑えることができる。
また、一実施形態のモータでは、上記締結部材は、上記複数の穴のうち、１つおきの穴に挿通されていることを特徴とする。
また、一実施形態のモータでは、
上記ロータコアを軸方向両側から挟む端板を備え、
上記複数の穴のうち、上記締結部材が挿通されていない穴は、上記端板により塞がれていることを特徴とする。
【００１４】
また、この発明の圧縮機では、
上記のいずれか１つのモータと、
上記モータにより駆動される圧縮機構部と
を備えたことを特徴とする。
【００１５】
上記構成によれば、簡単な構成でロータを軸方向に貫通する流体通路の流路断面積を容易に確保できるインナーロータ型のモータを用いることによって、冷媒通路の通路抵抗を低減できると共に、油上がりを防止できる。
【発明の効果】
【００１６】
以上より明らかなように、この発明のモータによれば、インナーロータ型のモータにおいて、剛性を低下させず、かつ、磁束の流れを阻害することなく、簡単な構成でロータを軸方向に貫通する流体通路の流路断面積を容易に確保できるモータを実現することができる。
【００１７】
また、一実施形態のモータによれば、上記ロータコアの上記磁石の中央部の半径方向内側に流体通路を設けることによって、大きな冷媒通路を確保することができる。
【００１８】
また、一実施形態のモータによれば、上記磁石と流体通路との間の半径方向の寸法よりも、ロータコアの内側と流体通路との間の半径方向の寸法を短くすることによって、ロータの中心により近い領域すなわち磁束の流れをより阻害しない領域に流体通路を形成でき、トルク低下や効率低下を効果的に抑えることができる。
【００１９】
また、この発明の圧縮機によれば、上記モータを用いることによって、冷媒通路の通路抵抗を低減できると共に、油上がりを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、この発明のモータを図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２１】
〔第１実施形態〕
図１Ａはこの発明の第１実施形態のモータのロータ３０の上面図を示している。
【００２２】
このモータのロータ３０は、図１Ａに示すように、電磁鋼板が積層されたロータコア３１と、上記ロータコア３１に軸方向に貫通する埋込穴３１bに夫々埋め込まれ、周方向に略正六角形状に配置された６つの永久磁石３２と、上記ロータコア３１の永久磁石３２により形成された正六角形の頂点近傍かつ半径方向内側に設けられ、軸方向にロータコア３１を貫通する６つの穴３１cと、上記６つの穴３１cに挿通され、ロータコア３１を締結する締結部材の一例としてのリベット３３と、上記ロータコア３１のリベット３３間に設けられ、軸方向にロータコア３１を貫通する流体通路の一例としての貫通穴３４とを備えている。上記ロータコア３１は、中央に回転軸(図示せず)が内嵌される円穴３１aを設けた円筒形状をしている。上記ロータコア３１の各永久磁石３２の中央部とその永久磁石３２に隣接する貫通穴３４との間にかしめ部３５を設けている。このかしめ部３５により複数の電磁鋼板の積層方向の固着を行っている。
【００２３】
上記貫通穴３４は、永久磁石３２により形成された略正六角形の各辺の中央部分の半径方向内側に夫々配置されている。また、上記貫通穴３４の開口形状は、周方向に沿って湾曲した長穴形状であって、永久磁石３２と貫通穴３４との間の半径方向の寸法Ｌ１よりも、ロータコア３１の内側と貫通穴３４との間の半径方向の寸法Ｌ２を短くしている。
【００２４】
上記構成のインナーロータ型のモータによれば、ロータコア３１の穴３１c間の磁束の少ない領域に、軸方向にロータコア３１を貫通する貫通穴３４を設けることによって、磁束の流れを阻害することなく流路断面積の大きな貫通穴３４を流体通路として確保することが可能となる。これにより、磁束の流れを阻害することなくトルク低下や効率低下を抑えることができると共に、ロータコア３１が外周側でリベット３３により締結されるので、ロータ３０の剛性を高めることも可能となる。このように、インナーロータ型のモータにおいて、磁束の流れを阻害することなく、簡単な構成でロータ３０を軸方向に貫通する貫通穴３４の流路断面積を容易に確保できる。これにより、貫通穴３４を利用したモータの冷却効率を向上できる。また、このモータを圧縮機に用いて上記流体通路(貫通穴３４)を冷媒通路として利用して、その通路抵抗を低減できると共に、油上がりを防止することができる。
【００２５】
また、上記ロータコア３１の永久磁石３２により形成された略正六角形の辺の中央部分の半径方向内側に流体通路である貫通穴３４を設けることによって、より大きな冷媒通路を確保できる。
【００２６】
また、上記永久磁石３２と貫通穴３４との間の半径方向の寸法よりも、ロータコア３１の内側と貫通穴３４との間の半径方向の寸法を短くすることによって、ロータ３０の中心部により近い領域すなわち磁束の流れをより阻害しない領域に貫通穴３４を形成でき、トルク低下や効率低下を効果的に抑えることができる。
【００２７】
また、図１Ｂは上記ロータ３０のロータコア３１に端板３６を取り付けた状態を示しており、図１Ｂに示すように、ロータコア３１の積層鋼板を軸方向両側から端板３６を用いて挟んで固定している。
【００２８】
また、図２は上記モータと圧縮機構部とを備えたロータリ圧縮機の縦断面図を示している。
【００２９】
この圧縮機は、図２に示すように、密閉容器１と、上記密閉容器１内に配置された圧縮機構部２と、上記密閉容器１内かつ圧縮機構部２の上側に配置され、上記圧縮機構部２を回転軸４を介して駆動するインナーロータ型のモータ３とを備えている。
【００３０】
上記密閉容器１の下側側方に、吸入管１１を接続する一方、密閉容器１の上側に吐出管１２を接続している。上記吸入管１１から供給される冷媒ガスは、圧縮機構部２の吸込側に導かれる。
【００３１】
上記モータ３は、圧縮機構部２から吐出された高圧の冷媒ガスが満たされる密閉容器１内の高圧領域に配置されている。
【００３２】
上記モータ３は、回転軸４に固定された円筒形状のロータ３０と、上記ロータ３０の外周側に半径方向にエアギャップを介して対向するように配置されたステータ４０とを有する。上記ステータ４０は、ステータコア４１とそのステータコア４１に巻回されたコイル４２とを有する。このロータ３０は、図１Ａ,図１Ｂに示すロータ３０を用いている。
【００３３】
また、上記圧縮機構部２は、図２に示すように、シリンダ状の本体部２０と、この本体部２０の上下の開口端のそれぞれに取り付けられた上端板８および下端板９とを備える。上記回転軸４は、上端板８および下端板９を貫通して、本体部２０の内部に挿入されている。上記回転軸４は、圧縮機構部２の上端板８に設けられた軸受２１と、圧縮機構部２の下端板９に設けられた軸受２２により回転自在に支持されている。上記本体部２０内の回転軸４にクランクピン５が設けられ、そのクランクピン５に嵌合されて駆動されるピストン６とそれに対応するシリンダとの間に形成された圧縮室７により圧縮を行う。ピストン６は偏芯した状態で回転し、または、公転運動を行い、圧縮室７の容積を変化させる。
【００３４】
上記構成の圧縮機によれば、図１Ａ,図１Ｂに示すロータ３０を有するモータ３を用いることによって、冷媒通路である貫通穴３４の通路抵抗を低減すると共に、油上がりを防止することができる。
【００３５】
〔第２実施形態〕
図３はこの発明の第２実施形態のモータのロータ１３０の上面図を示している。この第２実施形態のモータのロータ１３０は、リベットを除いて第１実施形態のモータのロータ３０と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略する。
【００３６】
このモータのロータ１３０は、図３に示すように、６つの穴３１cのうち、１つおきに締結部材の一例としてのリベット３３が挿通されている。ロータコア３１の積層鋼板を軸方向両側から端板３６を用いて挟んで、３つのリベット３３によりロータコア３１を締結している。そして、リベット３３を挿通しない残りの３つの穴３１cを流体通路として利用している。なお、リベット３３用の穴３１cは、小さすぎるとリベット３３が挿入できず、大きすぎるとリベット３３の端部の摩擦力が減り、締結力不足となるため、良好に締結できる大きさである必要がある。
【００３７】
上記第２実施形態のモータは、第１実施形態のモータと同様の効果を有する。また、図３に示すロータ１３０を有するモータを圧縮機に用いることによって、冷媒通路である貫通穴の通路抵抗を低減すると共に、油上がりを防止することができる。
【００３８】
〔第３実施形態〕
図４はこの発明の第３実施形態のモータのロータ２３０の上面図を示している。この第３実施形態のモータのロータ２３０は、リベットと端板を除いて第１実施形態のモータのロータ３０と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略する。
【００３９】
このモータのロータ２３０は、図３に示すように、６つの穴３１cのうち、１つおきに締結部材の一例としてのリベット３３が挿通されている。ロータコア３１の積層鋼板を軸方向両側から端板３７を用いて挟んで、３つのリベット３３によりロータコア３１を締結している。そして、リベット３３を挿通しない残りの３つの穴３１cは、端板３７により塞がれている。なお、リベット３３用の穴３１cは、小さすぎるとリベット３３が挿入できず、大きすぎるとリベット３３の端部の摩擦力が減り、締結力不足となるため、良好に締結できる大きさである必要がある。
【００４０】
ここで、リベット３３を挿通しない３つの穴３１cを設けることにより、リベット３３を挿通した３つの穴３１cとの磁気的なアンバランスが生じず、トルクや効率低下を防止でき、音振動の増加を抑制できる。
【００４１】
上記第３実施形態のモータは、第１実施形態のモータと同様の効果を有する。また、図４に示すロータ２３０を有するモータを圧縮機に用いることによって、冷媒通路である貫通穴の通路抵抗を低減すると共に、油上がりを防止することができる。
【００４２】
上記第１〜第３実施形態では、ロータコア３１に周方向に略正六角形状に６つの永久磁石３２が配置されたモータについて説明したが、これに限らず、正方形状などの周方向に略正多角形状に磁石が配置されたモータにこの発明を適用してもよい。
【００４３】
また、上記第１〜第３実施形態では、冷媒通路としての貫通穴３４の開口部を周方向に沿って湾曲した長穴形状としたが、冷媒通路の大きさ,形状はこれに限らず、また、各冷媒通路は異なる大きさ,形状であってもよい。
【００４４】
また、上記第１実施形態では、ロータリ圧縮機について説明したが、スクロール圧縮機等の他の構成の圧縮機にこの発明を適用してもよい。
【００４５】
また、上記第１〜第３実施形態では、この発明のモータを用いた圧縮機について説明したが、圧縮機に限らず、他のモータを駆動する被駆動部を備えた装置に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１Ａ】図１Ａはこの発明の第１実施形態のモータのロータの上面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは上記ロータのロータコアに端板を取り付けた状態を示す上面図である。
【図２】図２は上記モータと圧縮機構部とを備えたロータリ圧縮機の縦断面図である。
【図３】図３はこの発明の第２実施形態のモータのロータの上面図である。
【図４】図４はこの発明の第３実施形態のモータのロータの上面図である。
【図５】図５は従来のモータのロータの上面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…密閉容器
２…圧縮機構部
３…モータ
４…回転軸
５…クランクピン
６…ピストン
７…圧縮室
８…上端板
９…下端板
１１…吸入管
１２…吐出管
２０…本体部
２１,２２…軸受
３０,１３０,２３０…ロータ
３１…ロータコア
３１a…円穴
３１b…埋込穴
３１c…穴
３２…永久磁石
３３…リベット
３４…貫通穴
３５…かしめ部
３６,３７…端板
４０…ステータ
４１…ステータコア
４２…コイル