(57)【要約】【課題】アキシャルギャップ型モータを用いて小型化を図りつつ、簡単な構成で圧縮機構部のアンバランスをキャンセルすることができ、生産性の向上と更なる小型化を実現できる圧縮機を提供する。【解決手段】アキシャルギャップ型モータ３は、磁性体にコイル６３が巻回されたステータ４０と、回転軸４に固定され、ステータ４０に軸方向に対向すると共に、略円盤状のバックヨーク３１と、バックヨーク３１からステータ４０側に突出した磁極部とを有する上側ロータ３０,下側ロータ５０と、圧縮機構部２のアンバランスをキャンセルするように上側ロータ３０,下側ロータ５０の重心を偏芯させるロータ偏芯部とを有する。上記ロータ偏芯部は、下側ロータ５０を軸方向に貫通した冷媒通路となる貫通孔であり、かつ、上側ロータ３０の磁極部である永久磁石３２を用いて上側ロータ３０の重心を偏芯させる。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器(１,９０１,１００１)と、
上記密閉容器(１,９０１,１００１)内に配置された圧縮機構部(２,９０２,１００２)と、
上記密閉容器(１,９０１,１００１)内に配置され、上記圧縮機構部(２,９０２,１００２)を回転軸(４,９０４,１００４)を介して駆動するアキシャルギャップ型モータ(３,１０３,２０３,３０３,４０３,９０３,１００３)と
を備え、
上記アキシャルギャップ型モータ(３,１０３,２０３,３０３,４０３,９０３,１００３)は、
磁性体にコイル(６２,９８５,１０６２,１１６２)が巻回されたステータ(４０,２４０,３４０,９４０,１０４０,１１４０)と、
上記回転軸(４,９０４,１００４)に固定され、上記ステータ(４０,２４０,３４０,９４０,１０４０,１１４０)に軸方向に対向すると共に、略円盤状のバックヨーク(３１,５１,１３１,２３１,２５１,３３１,４３１,５３１,９３１,９５１,１０３１,１１３１)と、上記バックヨーク(３１,５１,１３１,２３１,２５１,３３１,４３１,５３１,９３１,９５１,１０３１,１１３１)から上記ステータ(４０,２４０,３４０,９４０,１０４０,１１４０)側に突出した磁極部とを有するロータ(３０,５０,１３０Ａ,１３０Ｂ,２３０,２５０,３３０,４３０,９３０,９５０,１０３０,１１３０)と、
上記圧縮機構部(２,９０２,１００２)のアンバランスをキャンセルするように上記ロータ(３０,５０,１３０Ａ,１３０Ｂ,２３０,２５０,３３０,４３０,９３０,９５０,１０３０,１１３０)の重心を偏芯させるロータ偏芯部と
を有し、
上記ロータ偏芯部は、上記ロータ(３０,５０,１３０Ａ,１３０Ｂ,２３０,２５０,３３０,４３０,９３０,９５０,１０３０,１１３０)を軸方向に貫通した冷媒通路となる貫通孔(５１c,５１d,５１e,２３１c,２５１c,３３１a,９３１a,９５１a)または上記ロータの外周に設けられた冷媒通路の少なくとも一方であることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
請求項１に記載の圧縮機において、
上記ロータ偏芯部は、上記バックヨーク(５１,２３１,２５１,３３１,９３１,９５１,１０３１,１１３１)に設けられていることを特徴とする圧縮機。
【請求項３】
請求項２に記載の圧縮機において、
上記ロータ偏芯部は、上記バックヨーク(５１)の外周側と内周側に夫々設けられていることを特徴とする圧縮機。
【請求項４】
請求項２に記載の圧縮機において、
上記ロータ偏芯部は、上記略円盤状のバックヨーク(５１,２３１,２５１,３３１,４３１,９３１,９５１,１０３１,１１３１)の一方の半円部側にあることを特徴とする圧縮機。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか１つに記載の圧縮機において、
上記貫通孔(５１c,５１d,２３１c,３３１a,４３１a)は、互いに隣接する上記磁極相互間の領域に開口していることを特徴とする圧縮機。
【請求項６】
請求項２に記載の圧縮機において、
上記ロータ偏芯部は、上記回転軸(４)に対して中心がずれて上記回転軸(４)に固定された略円盤形状の上記バックヨーク(１３１)であることを特徴とする圧縮機。
【請求項７】
請求項２に記載の圧縮機において、
上記ロータ偏芯部の上記冷媒通路は、上記バックヨークの外周の反偏芯側に設けられた切り欠きであるか、または、上記バックヨークの外周の偏芯側に設けられた偏芯側の切り欠きおよびその偏芯側の切り欠きよりも大きい反偏芯側に設けられた切り欠きであることを特徴とする圧縮機。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１つに記載の圧縮機において、
上記ロータ(３０,５０,１３０Ａ,１３０Ｂ,２３０,２５０,３３０,４３０,９３０,９５０,１０３０,１１３０)の上記磁極部は永久磁石(３２,３３２,４３２,５３２Ａ,５３２Ｂ,６３２Ａ,６３２Ｂ,７３２Ａ,７３２Ｂ,８３２,１０３２,１１３２)であり、
上記永久磁石(３２,３３２,４３２,５３２Ａ,５３２Ｂ,６３２Ａ,６３２Ｂ,７３２Ａ,７３２Ｂ,８３２,１０３２,１１３２)の反磁極面の全面が上記バックヨークに密着していることを特徴とする圧縮機。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか１つに記載の圧縮機において、
上記ロータ(３０,５０,１３０Ａ,１３０Ｂ,２３０,２５０,３３０,４３０)の上記磁極部は永久磁石(３２,３３２,４３２５３２Ａ,５３２Ｂ,６３２Ａ,６３２Ｂ,７３２Ａ,７３２Ｂ,８３２)であり、
上記ロータ偏芯部は、さらに永久磁石(３２,３３２,４３２５３２Ａ,５３２Ｂ,６３２Ａ,６３２Ｂ,７３２Ａ,７３２Ｂ,８３２)を用いて上記ロータ(３０,５０,１３０Ａ,１３０Ｂ,２３０,２５０,３３０,４３０)の重心を偏芯させることを特徴とする圧縮機。
【請求項１０】
請求項９に記載の圧縮機において、
上記ロータ偏芯部は、上記バックヨーク(５３１)の一方の半円部側の上記磁極部の上記永久磁石(５３２Ｂ,７３２Ｂ)よりも、上記バックヨーク(５３１)の他方の半円部側の上記磁極部の上記永久磁石(５３２Ａ,７３２Ａ)の大きさを小さくすることにより、上記ロータの重心を偏芯させることを特徴とする圧縮機。
【請求項１１】
請求項９に記載の圧縮機において、
上記磁極部毎の上記永久磁石(３２,３３２,４３２,８３２)の磁極面積が同一であり、
上記バックヨーク(３１,３３１,４３１,５３１)の一方の半円側の上記磁極部の上記永久磁石(３２,３３２,４３２,５３２Ｂ,８３２)の重心よりも、上記バックヨーク(３１,３３１,４３１,５３１)の他方の半円側の上記磁極部の上記永久磁石(３２,３３２,４３２,５３２Ａ,８３２)の重心が半径方向内側にあることを特徴とする圧縮機。
【請求項１２】
請求項１１に記載の圧縮機において、
上記磁極部毎の上記永久磁石(３２,３３２,４３２,８３２)の形状が同一であることを特徴とする圧縮機。
【請求項１３】
請求項９に記載の圧縮機において、
上記磁極部毎の上記永久磁石(８３２)間の隙間が一方に偏っていることを特徴とする圧縮機。
【請求項１４】
請求項９乃至１３のいずれか１つに記載の圧縮機において、
上記永久磁石(３２,１０３２)の磁極面を、上記磁極部毎に磁気障壁(３３b,１０３３b)によって区切られた磁性体板(３３,１０３３)が覆うことを特徴とする圧縮機。
【請求項１５】
請求項１４に記載の圧縮機において、
上記磁性体板(３３,１０３３)は、上記磁気障壁(３３b,１０３３b)によって区切られた部分の形状が上記回転軸(４)に対して対称かつ全て同一であることを特徴とする圧縮機。
【請求項１６】
請求項８または９に記載の圧縮機において、
上記ロータ偏芯部は、同一の上記ロータ(５０,３３０,４３０)において、上記永久磁石(３２,３３２,４３２)を用いて上記ロータ(５０,３３０,４３０)の重心を偏芯させる一方、上記バックヨーク(５１,３３１,４３１)の上記貫通孔(５１c,５１d,５１e,３３１a,４３１a)または上記冷媒通路を、上記永久磁石(３３２,４３２)による偏芯方向と反対の側に設けたことを特徴とする圧縮機。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれか１つに記載の圧縮機において、
上記ステータ(４０,２４０,９４０)の両側に上記ロータ(３０,５０,１３０Ａ,１３０Ｂ,２３０,２５０,９３０,９５０)を有し、
一方の上記ロータ(３０,１３０Ａ,２３０,９３０)に第１の上記ロータ偏芯部を有し、他方の上記ロータ(５０,１３０Ｂ,２５０,９５０)に第２の上記ロータ偏芯部を有し、
第１の上記ロータ偏芯部による偏芯方向と第２の上記ロータ偏芯部による偏芯方向が反対であることを特徴とする圧縮機。
【請求項１８】
請求項１７に記載の圧縮機において、
上記圧縮機構部(２)に近い側の上記ロータ(５０,１３０Ｂ,２５０,９３０)は、少なくとも上記バックヨーク(５１,１３１,２５１)に設けられた上記ロータ偏芯部があり、
上記圧縮機構部(２,９０２)から遠い側の上記ロータ(３０,１３０Ａ,２３０,９５０)は、上記磁極部に永久磁石を用いて上記ロータの重心を偏芯させる上記ロータ偏芯部か、または、上記バックヨーク(３１,１３１,２３１,９５１)に設けられた上記ロータ偏芯部を有する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、圧縮機に関し、詳しくは、空気調和機等に使用され、アキシャルギャップ型モータにより圧縮機構部が駆動される圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧縮機としては、密閉容器内に圧縮機構部とアキシャルギャップ型モータとを搭載したものがある。この圧縮機は、半径方向の力を発生せず、芯ずれ等による振動・騒音の問題がなく、軸方向の寸法を小さくして小型化することができる。
【０００３】
ところで、上記圧縮機では、アキシャルギャップ型モータは、ロータとステータが軸方向に近接し、さらには、ステータのコイルエンドが軸方向端部にロータの軸方向長さをはみ出して存在するラジアルギャップ型モータと比べ、ロータの軸方向端面にメカ等を近接して配置することができるという特徴がある。しかしながら、逆に言えば、圧縮機構部のアンバランスをキャンセルするバランサを設ける場所が制約されるという問題がある。
【０００４】
一方、ラジアルギャップ型モータのバランサとしては、ロータコアに穴を設け、負の質量をバランサとして利用する技術が開示されている(例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照)。しかし、これらの穴は、貫通しないことにより、バランサを形成するため、穴の他の効果が見込めず、これに加えて、バランサを形成しない冷媒通路となるべき貫通孔を設けるとなると、ロータコア部の磁路面積を制限し、磁気抵抗が上昇する。また、ロータがステータの内側にあるため、径が小さく、必要なアンバランスを確保するために、質量を大きくしなければならなかった。特に、特許文献１および特許文献２では、永久磁石の内側に設けるためにさらに径が小さくなるし、特許文献３では、永久磁石の外側にあるため、径は若干大きくなるが、ロータ磁極表面に形成する磁束に影響を与え、磁極アンバランスを招来する可能性がある。
【０００５】
一方、特許文献４に開示される技術によれば、ロータコア内部に埋設する永久磁石を一方に偏らせているが、これでは、径が小さいため、質量を大きくするか、別部品として設けるバランサを小さくする程度の効果しか見込めない。
【特許文献１】特開平５−３０４７５１号公報
【特許文献２】特開平５−３１６６７２号公報
【特許文献３】特開平９−８４２８５号公報
【特許文献４】特開２０００−１３４８８２号公報(図８および段落[００５６]〜[００６１])
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、この発明の課題は、アキシャルギャップ型モータを用いて小型化を図りつつ、簡単な構成で圧縮機構部のアンバランスをキャンセルすることができ、生産性の向上と更なる小型化を実現できる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】
【０００７】
上記課題を解決するため、この発明の圧縮機は、
密閉容器と、
上記密閉容器内に配置された圧縮機構部と、
上記密閉容器内に配置され、上記圧縮機構部を回転軸を介して駆動するアキシャルギャップ型モータと
を備え、
上記アキシャルギャップ型モータは、
磁性体にコイルが巻回されたステータと、
上記回転軸に固定され、上記ステータに軸方向に対向すると共に、略円盤状のバックヨークと、上記バックヨークから上記ステータ側に突出した磁極部とを有するロータと、
上記圧縮機構部のアンバランスをキャンセルするように上記ロータの重心を偏芯させるロータ偏芯部と
を有し、
上記ロータ偏芯部は、上記ロータを軸方向に貫通した冷媒通路となる貫通孔または上記ロータの外周に設けられた冷媒通路の少なくとも一方であることを特徴とする。
【０００８】
上記構成の圧縮機によれば、上記ロータを軸方向に貫通した冷媒通路となる貫通孔またはロータの外周に設けられた冷媒通路の少なくとも一方のロータ偏芯部をバランサとして利用して、圧縮機構部のアンバランスをキャンセルするようにロータの重心を偏芯させることによって、別部品が不要となり、さらには、ロータの径が大きいので、アンバランス重量を小さくできる。したがって、アキシャルギャップ型モータを用いて小型化を図りつつ、簡単な構成で圧縮機構部のアンバランスをキャンセルすることができ、生産性の向上と更なる小型化を実現できる。
【０００９】
また、一実施形態の圧縮機では、上記ロータ偏芯部は、上記バックヨークに設けられている。
【００１０】
上記実施形態によれば、外径が大で比較的厚みのあるバックヨークにロータ偏芯部を設けることによって、バランス重量を多く取れ、磁気的アンバランスへの影響が小さいので、振動・騒音や磁気抵抗上昇への影響を小さくできる。
【００１１】
また、一実施形態の圧縮機では、上記ロータ偏芯部は、上記バックヨークの外周側と内周側に夫々設けられている。
【００１２】
上記実施形態によれば、上記バックヨークの外周側と内周側にロータ偏芯部を夫々設けることによって、内周付近の冷媒通路となる貫通孔を、軸潤滑に使うことが可能となる。
【００１３】
また、一実施形態の圧縮機では、上記ロータ偏芯部は、上記略円盤状のバックヨークの一方の半円部側にある。
【００１４】
上記実施形態によれば、上記略円盤状のバックヨークの一方の半円部側にロータ偏芯部があることによって、バランス重量を大きくでき、差圧を低減し、油上がりを減少できる。
【００１５】
また、一実施形態の圧縮機では、上記貫通孔は、互いに隣接する上記磁極相互間の領域に開口している。
【００１６】
上記実施形態によれば、上記貫通孔が、互いに隣接する磁極相互間の領域に開口していることによって、磁極への影響を小さくできる。
【００１７】
また、一実施形態の圧縮機では、上記ロータ偏芯部は、上記回転軸に対して中心がずれて上記回転軸に固定された略円盤形状の上記バックヨークである。
【００１８】
上記実施形態によれば、上記バックヨークを、回転軸に対して中心がずれて回転軸に固定することによって、アンバランス量を大きくできる。
【００１９】
また、一実施形態の圧縮機では、上記ロータ偏芯部の上記冷媒通路は、上記バックヨークの外周の反偏芯側に設けられた切り欠きであるか、または、上記バックヨークの外周の偏芯側に設けられた偏芯側の切り欠きおよびその偏芯側の切り欠きよりも大きい反偏芯側に設けられた切り欠きである。
【００２０】
上記実施形態によれば、上記バックヨークの外周の反偏芯側に切り欠きを設けることによって、または、上記バックヨークの外周の偏芯側に偏芯側の切り欠きを設け、その偏芯側の切り欠きよりも大きい反偏芯側に切り欠きを設けることによって、アンバランス量を大きくできると共に、冷媒通路を大きく取ることができる。
【００２１】
また、一実施形態の圧縮機では、
上記ロータの上記磁極部は永久磁石であり、
上記永久磁石の反磁極面の全面が上記バックヨークに密着している。
【００２２】
上記実施形態によれば、上記ロータの磁極部である永久磁石の反磁極面の全面がバックヨークに密着していることによって、磁極アンバランスを防止し、磁気抵抗の上昇を抑えることができる。
【００２３】
また、一実施形態の圧縮機では、
上記ロータの上記磁極部は永久磁石であり、
上記ロータ偏芯部は、さらに永久磁石を用いて上記ロータの重心を偏芯させる。
【００２４】
上記実施形態によれば、上記ロータ偏芯部が、さらに永久磁石を用いてロータの重心を偏芯させることによって、バックヨークに設けられた冷媒通路を大きくし過ぎることなく、バックヨークの磁気飽和を緩和できる。
【００２５】
また、一実施形態の圧縮機では、上記ロータ偏芯部は、上記バックヨークの一方の半円部側の上記磁極部の上記永久磁石よりも、上記バックヨークの他方の半円部側の上記磁極部の上記永久磁石の大きさを小さくすることにより、上記ロータの重心を偏芯させる。
【００２６】
上記実施形態によれば、上記バックヨークの一方の半円部側の磁極部の永久磁石よりも、バックヨークの他方の半円部側の磁極部の永久磁石の大きさを小さくして、ロータの重心を偏芯させることによって、磁束量のアンバランスはあるが、不等ピッチ等を用いた設計によりコギングを低減できる。
【００２７】
また、一実施形態の圧縮機では、
上記磁極部毎の上記永久磁石の磁極面積が同一であり、
上記バックヨークの一方の半円側の上記磁極部の上記永久磁石の重心よりも、上記バックヨークの他方の半円側の上記磁極部の上記永久磁石の重心が半径方向内側にある。
【００２８】
上記実施形態によれば、上記磁極部毎の永久磁石の磁極面積が同一であり、かつ、バックヨークの一方の半円側の磁極部の永久磁石の重心よりも、バックヨークの他方の半円側の磁極部の永久磁石の重心が半径方向内側にあることによって、各磁極部の磁束量が同じになり、磁気的アンバランスを抑制できる。
【００２９】
また、一実施形態の圧縮機では、上記磁極部毎の上記永久磁石の形状が同一である。
【００３０】
上記実施形態によれば、同一形状の永久磁石を用いることによって、コストを低減できると共に、各極の磁束量を同一とすることができる。
【００３１】
また、一実施形態の圧縮機では、上記磁極部毎の上記永久磁石間の隙間が一方に偏っている。
【００３２】
上記実施形態によれば、上記磁極部毎の永久磁石間の隙間が一方に偏っていることによって、例えば永久磁石が同一形状であれば、隙間が広い一方の半円部の永久磁石の重心よりも隙間が狭い他方の半円部の永久磁石の重心が半径方向内側となる。このように、上記磁極部毎の永久磁石間の隙間が一方に偏っていることにより、ロータの重心を偏芯させることができる。
【００３３】
また、一実施形態の圧縮機では、
上記永久磁石の磁極面を、上記磁極部毎に磁気障壁によって区切られた磁性体板が覆う。
【００３４】
上記実施形態によれば、上記磁極部毎に磁気障壁によって区切られた磁性体板が永久磁石の磁極面を覆うことによって、永久磁石のアンバランスを緩和できる。
【００３５】
また、一実施形態の圧縮機では、
上記磁性体板は、上記磁気障壁によって区切られた部分の形状が上記回転軸に対して対称かつ全て同一である。
【００３６】
上記実施形態によれば、上記磁性体板の磁気障壁によって区切られた部分の形状を全て同一とすることによって、永久磁石のアンバランスを緩和できる。
【００３７】
また、一実施形態の圧縮機では、上記ロータ偏芯部は、同一の上記ロータにおいて、上記永久磁石を用いて上記ロータの重心を偏芯させる一方、上記バックヨークの上記貫通孔または上記冷媒通路を、上記永久磁石による偏芯方向と反対の側に設けた。
【００３８】
上記実施形態によれば、同一のロータにおいて、永久磁石を用いてロータの重心を偏芯させる一方、バックヨークの貫通孔または冷媒通路を、永久磁石による偏芯方向と反対の側に設けたことによって、バランサのための追加部品は一切不要になる。
【００３９】
また、一実施形態の圧縮機では、
上記ステータの両側に上記ロータを有し、
一方の上記ロータに第１の上記ロータ偏芯部を有し、他方の上記ロータに第２の上記ロータ偏芯部を有し、
第１の上記ロータ偏芯部による偏芯方向と第２の上記ロータ偏芯部による偏芯方向が反対である。
【００４０】
上記実施形態によれば、一方のロータの第１のロータ偏芯部による偏芯方向と他方のロータの第２のロータ偏芯部による偏芯方向を反対にすることによって、第１,第２のロータ偏芯部により静バランスと動バランスをつり合わせて、圧縮機構部のアンバランスを効果的にキャンセルでき、バランサのための追加部品は一切不要になる。
【００４１】
また、一実施形態の圧縮機では、
上記圧縮機構部に近い側の上記ロータは、少なくとも上記バックヨークに設けられた上記ロータ偏芯部があり、
上記圧縮機構部から遠い側の上記ロータは、上記磁極部に永久磁石を用いて上記ロータの重心を偏芯させる上記ロータ偏芯部か、または、上記バックヨークに設けられた上記ロータ偏芯部を有する。
【００４２】
上記実施形態によれば、上記圧縮機構部に近い側のロータに、少なくともバックヨークに設けられたロータ偏芯部を有し、圧縮機構部から遠い側のロータに、磁極部に永久磁石を用いてロータの重心を偏芯させるロータ偏芯部(またはバックヨークに設けられたロータ偏芯部)を有することによって、アンバランス重量を最小化できる。
【発明の効果】
【００４３】
以上より明らかなように、この発明の圧縮機によれば、アキシャルギャップ型モータを用いて小型化を図りつつ、簡単な構成で圧縮機構部のアンバランスをキャンセルすることができ、生産性の向上と更なる小型化を実現することができる。
【００４４】
また、一実施形態の圧縮機によれば、外径が大で比較的厚みのあるバックヨークにロータ偏芯部を設けることによって、バランス重量を多く取れ、磁気的アンバランスへの影響が小さいので、振動・騒音や磁気抵抗上昇への影響を小さくすることができる。
【００４５】
また、一実施形態の圧縮機によれば、上記バックヨークの外周側と内周側にロータ偏芯部を夫々設けることによって、内周付近の冷媒通路となる貫通孔を、軸潤滑に使うことが可能となる。
【００４６】
また、一実施形態の圧縮機によれば、バックヨークの一方の半円部側にロータ偏芯部があることによって、バランス重量を大きくでき、差圧を低減し、油上がりを減少できる。
【００４７】
また、一実施形態の圧縮機によれば、上記貫通孔が、互いに隣接する磁極相互間の領域に開口していることによって、磁極への影響を小さくできる。
【００４８】
また、一実施形態の圧縮機によれば、上記バックヨークを、回転軸に対して中心がずれて回転軸に固定することによって、アンバランス量を大きくできる。
【００４９】
また、一実施形態の圧縮機によれば、上記バックヨークの外周の反偏芯側に切り欠きを設けることによって、または、上記バックヨークの外周の偏芯側に偏芯側の切り欠きを設け、その偏芯側の切り欠きよりも大きい反偏芯側に切り欠きを設けることによって、アンバランス量を大きくできると共に、冷媒通路を大きく取ることができる。
【００５０】
また、一実施形態の圧縮機によれば、上記ロータの磁極部である永久磁石の反磁極面の全面をバックヨークに密着させることによって、磁極アンバランスを防止でき、磁気抵抗の上昇を抑えることができる。
【００５１】
また、一実施形態の圧縮機によれば、上記ロータ偏芯部が、さらに永久磁石を用いてロータの重心を偏芯させることによって、バックヨークに設けられた冷媒通路を大きくし過ぎることなく、バックヨークの磁気飽和を緩和できる。
【００５２】
また、一実施形態の圧縮機によれば、上記バックヨークの一方の半円部側の磁極部の永久磁石よりも、バックヨークの他方の半円部側の磁極部の永久磁石の大きさを小さくして、ロータの重心を偏芯させることによって、磁束量のアンバランスはあるが、不等ピッチ等を用いた設計によりコギングを低減することができる。
【００５３】
また、一実施形態の圧縮機によれば、上記磁極部毎の永久磁石の磁極面積が同一であり、かつ、バックヨークの一方の半円側の磁極部の永久磁石の重心よりも、バックヨークの他方の半円側の磁極部の永久磁石の重心が半径方向内側にあることによって、各磁極部の磁束量が同じになり、磁気的アンバランスを抑制することができる。
【００５４】
また、一実施形態の圧縮機によれば、同一形状の永久磁石を用いることによって、コストを低減できると共に、各極の磁束量を同一とすることができる。
【００５５】
また、一実施形態の圧縮機によれば、上記磁極部毎の永久磁石間の隙間が一方に偏っていることによって、ロータの重心を偏芯させることができる。
【００５６】
また、一実施形態の圧縮機によれば、上記磁極部毎に磁気障壁によって区切られた磁性体板が永久磁石の磁極面を覆うことによって、永久磁石のアンバランスを緩和することができる。
【００５７】
また、一実施形態の圧縮機によれば、上記磁性体板の磁気障壁によって区切られた部分の形状を回転軸に対して対称かつ全て同一とすることによって、永久磁石のアンバランスを緩和することができる。
【００５８】
また、一実施形態の圧縮機によれば、同一のロータにおいて、永久磁石を用いてロータの重心を偏芯させる一方、バックヨークの貫通孔または冷媒通路を、永久磁石による偏芯方向と反対の側に設けたことによって、バランサのための追加部品は一切不要になり、構成を簡略化できる。
【００５９】
また、一実施形態の圧縮機によれば、一方のロータの第１のロータ偏芯部による偏芯方向と他方のロータの第２のロータ偏芯部による偏芯方向を反対にすることによって、第１,第２のロータ偏芯部により静バランスと動バランスをつり合わせて、圧縮機構部のアンバランスを効果的にキャンセルでき、バランサのための追加部品は一切不要になり、構成を簡略化できる。
【００６０】
また、一実施形態の圧縮機によれば、上記圧縮機構部に近い側のロータに、少なくともバックヨークに設けられたロータ偏芯部を有し、圧縮機構部から遠い側のロータに、磁極部に永久磁石を用いてロータの重心を偏芯させるロータ偏芯部(またはバックヨークに設けられたロータ偏芯部)を有することによって、アンバランス重量を最小化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６１】
以下、この発明の圧縮機を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００６２】
〔第１実施形態〕
図１Ａはこの発明の第１実施形態のロータリ圧縮機の断面図を示しており、図１Ｂは、このロータリ圧縮機に用いるロータおよびステータの分解斜視図を示している。この第１実施形態のロータリ圧縮機は、高圧ドーム型であり、ロータがステータの軸方向両側にある。
【００６３】
この第１実施形態のロータリ圧縮機は、図１Ａ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、圧縮機構部２を回転軸４を介して駆動するアキシャルギャップ型モータ３とを備えている。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。
【００６４】
上記アキシャルギャップ型モータ３は、密閉容器１内側に外周側の一部が固定され、中央部を回転軸４が貫通するステータ４０と、上記ステータ４０の軸方向の上側に配置され、回転軸４に外嵌して固定された上側ロータ３０と、上記ステータ４０の軸方向の下側に配置され、回転軸４に外嵌して固定された下側ロータ５０とを有する。上記上側ロータ３０と下側ロータ５０が固定された回転軸４の下端側を圧縮機構部２に連結している。
【００６５】
また、上記圧縮機構部２は、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。
【００６６】
上記構成のロータリ圧縮機において、アキシャルギャップ型モータ３を回転させることにより圧縮機構部２を駆動すると、吸入管１１から圧縮機構部２に冷媒ガスが供給され、圧縮機構部２で冷媒ガスを圧縮する。そうして圧縮機構部２で圧縮された高圧冷媒ガスは、圧縮機構部２の吐出ポート２３より密閉容器１内に吐出され、回転軸４の周りに設けられた溝(図示せず)、ステータ４０および上側ロータ３０,下側ロータ５０の内部を軸方向に貫通する穴(図示せず)、ステータ４０および上側ロータ３０,下側ロータ５０の外周部と密閉容器１の内面との間の空間等を通ってアキシャルギャップ型モータ３の上部空間に運ばれた後、吐出管１２を介して密閉容器１の外部に吐出される。
【００６７】
このとき、アキシャルギャップ型モータ３を構成する上側ロータ３０,ステータ４０,下側ロータ５０は、密閉容器１の内側周の径、またはその付近まで設けられているため、上流側と下流側との静圧の差が大きくなりやすい。特にこのロータリ圧縮機は、高圧ドーム型であるので、密閉容器１内部の圧力も高く、アキシャルギャップ型モータ３の上流側と下流側の静圧の差は大となる。従って、上側ロータ３０、ステータ４０,下側ロータ５０の内部および周りに、十分な貫通孔を設けて、冷媒通路とすることが求められる。
【００６８】
そこで、図１Ｂに示すように、上側ロータ３０は、中央孔３１aを有する磁性体からなる円板形状のバックヨーク３１と、バックヨーク３１のステータ４０に対向する面側に、円周方向に沿って配列された扇形状の４つの永久磁石３２と、中央孔３３aを有する円板形状の磁性体板３３とを重ね合わせて形成している。この磁性体板３３は、バックヨーク３１の中央孔３１ａの径よりも内径が大であり(シャフトを通して磁束が短絡するのを防止するため)、必要に応じて、外径もバックヨーク３１の外径より小とすることができる。ステータ４０との対向部を大きく超えて磁性体板を増やすことは無意味だからである。
【００６９】
また、上記磁性体板３３には、放射状に磁気障壁の一例としての４つのスリット３３bを設け、スリット３３b間に各永久磁石３２を周方向に所定の間隔をあけて配置すると共に、バックヨーク３１には、磁性体板３３のスリット３３bに対向する領域かつ中央孔３１a近傍に円孔３１bを設けている。上記磁性体板３３のスリット３３bおよび磁性体板３３の内外周と、永久磁石３２間の空間と、バックヨーク３１の円孔３１bで、冷媒ガスが軸方向に流れる冷媒通路を形成している。
【００７０】
上側ロータ３０,下側ロータ５０は、４つの永久磁石３２を円周方向に磁極が交互になるように配置している。なお、ステータ４０は、軸方向に磁束が発生するため、ステータ４０を介して対向する上側ロータ３０,下側ロータ５０の永久磁石３２のステータに対向する面の磁極は反対の極性である。また、上側ロータ３０,下側ロータ５０において、各磁性体板３３のスリット３３bによって、４つの永久磁石３２を互いに磁気的に絶縁している。磁性体板３３があるため、永久磁石の位置がアンバランスであっても、磁気的にはバランスのよい磁束分布を得ることができる。
【００７１】
また、ステータ４０は、複数の磁心６３まわりに直接アキシャルコイル６２を巻回している。例えば、４極の場合、磁心６３およびコイル６２はそれぞれ６つあり、ラジアルギャップ型モータの集中巻４極６スロットに相当する。すなわち、６のコイルは円周方向に、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順に配置される。なお、上記６つの磁心は、互いに磁気的に独立であるため、軸方向両側に配置された磁性体板６１に接続されている。この磁性体板６１には、磁心に対向する領域間が磁気的に絶縁されるようにスリット６１ｂを夫々設けている。上記アキシャルコイルは、例えば３相スター結線され、インバータから電流が供給される。ここで、磁性体板６１の中央孔６１ａは、回転軸４(図１Ａに示す)を通して磁束が短絡するのを防止するために十分に大きくする必要が有り、磁性体板６１を磁性体からなる密閉容器１に直接保持することも磁束の短絡を防止する観点から望ましくない。従って、ステータ４０は全体をモールドするか、非磁性金属にて保持するのが望ましい。なお、磁性体板６１は必須ではない。
【００７２】
上側ロータ３０の永久磁石３２は、全て同一形状で等間隔に設けられるが、永久磁石３２のみが、図面右側に偏って設けられている(ロータ偏芯部の一例)。偏る範囲は、回転軸４(図１Ａに示す)から一定距離離れ、かつ、永久磁石３２の磁極面が磁性体板３３に、永久磁石３２の反磁極面がバックヨーク３１に全て覆われる程度であることが望ましい。磁気抵抗を増大させないためである。これにより、永久磁石３２が副バランサの役割を果たす。
【００７３】
さらに、図１Ｃに示すように、下側ロータ５０は、中央孔５１aを有する磁性体からなる円板形状のバックヨーク５１と、バックヨーク５１のステータ４０に対向する面側に、円周方向に沿って配列された扇形状の４つの永久磁石３２と、中央孔３３aを有する円板形状の磁性体板３３とを重ね合わせて形成している。下側ロータ５０の永久磁石３２は、上側ロータ３０と同様にして、上側ロータ３０の偏り方向と逆方向の図面左側に偏る。
【００７４】
また、下側ロータ５０のバックヨーク５１には、図面右側に偏って貫通孔５１c,５１d,５１eが設けられる。貫通孔５１c,５１dは、永久磁石の極間の隙間に設けられるため、貫通孔５１c,５１dは永久磁石３２に邪魔されずに十分な冷媒通路となり得る。また、貫通孔５１eは、永久磁石３２が内周側に偏っているため、磁極中心付近であっても、磁路を妨げることなく、冷媒通路を設けることができる。永久磁石３２の偏りと併せて、ロータ偏芯部の一例としての貫通孔５１c,５１d,５１eの偏りにて、主バランサの役割を果たす。
【００７５】
上側ロータ３０と下側ロータ５０の冷媒通路の合計断面積は略同一とすればよいが、差を設けても、磁路を妨げない範囲であれば問題ない。それによって、ロータの軽量化が図れる。同一面積であっても冷媒通路の位置を変えれば、アンバランス量は自由に変えることができる。
【００７６】
ここで、アンバランス量は、アンバランス質量Ｍｘに質量の重心の回転中心からの距離Ｒｘを乗じたものになるため、アンバランス量を大きくしたければ、質量の重心の回転中心からの距離を大きくすれば良い。また、貫通孔はＭｘ＜０となるので、貫通側の偏った側と反対側にアンバランスとして働く。
【００７７】
図１Ａの右下側に示すように、圧縮機構部のアンバランス部Ｓ１、主バランサＳ２、副バランサＳ３において、それぞれの重量をＭ１,Ｍ２,Ｍ３、偏芯(重心の回転中心からの距離)をＲ１,Ｒ２,Ｒ３、ある基準位置からの軸方向高さをＺ１,Ｚ２,Ｚ３とすると、以下の式を満たすようバランサを設けるのが良い。
静バランス  ：  Ｍ１・Ｒ１＋Ｍ２・Ｒ２＋Ｍ３・Ｒ３=０
動バランス  ：  Ｍ１・Ｒ１・Ｚ１＋Ｍ２・Ｒ２・Ｚ２＋Ｍ３・Ｒ３・Ｚ３=０
【００７８】
上記式より、主バランサＳ２のＭ２・Ｒ２が最も大きい必要があるので、この第１実施形態においては、下側ロータ５０のバックヨーク５１のアンバランスと、永久磁石３２のアンバランスを併用している。また、副バランサＳ３は主バランサＳ２および圧縮機構部２のアンバランス部Ｓ１からステータ４０を隔てている分だけ距離があるため、同バランスの式より、アンバランス量が比較的小さくても良い。従って、上側ロータ３０では、永久磁石３２のアンバランスのみを用いる。これは、バックヨーク３１のみのアンバランスを用いても良い。貫通孔の偏りを小さくすれば、貫通孔の合計断面積を特に小さくしたり大きくしたりしなくても、アンバランスを設けることは可能である。
【００７９】
上記ロータリ圧縮機によれば、アキシャルギャップ型モータ３を用いて小型化を図りつつ、簡単な構成で圧縮機構部２のアンバランスをキャンセルすることができ、生産性の向上と更なる小型化を実現することができる。
【００８０】
また、比較的厚みのあるバックヨーク５１にロータ偏芯部としての貫通孔５１c,５１d,５１eを設けることによって、バランス重量を多く取れ、磁気的アンバランスへの影響が小さいので、振動・騒音や磁気抵抗上昇への影響を小さくすることができる。
【００８１】
また、上記バックヨーク５１の外周側と内周側に貫通孔５１c,５１d(ロータ偏芯部)を夫々設けることによって、内周付近の冷媒通路となる貫通孔５１dを、軸潤滑に使うことが可能となる。
【００８２】
また、上記バックヨーク５１の一方の半円部側に貫通孔５１c,５１d,５１e(ロータ偏芯部)があることによって、バランス重量を大きくでき、差圧を低減し、油上がりを減少できる。
【００８３】
また、上記貫通孔５１c,５１dが、互いに隣接する磁極相互間の領域に開口していることによって、磁極への影響を小さくできる。
【００８４】
また、上記上側ロータ３０,下側ロータ５０の磁極部である永久磁石３２の反磁極面の全面をバックヨーク３１,５１に密着させることによって、磁極アンバランスを防止でき、磁気抵抗の上昇を抑えることができる。
【００８５】
また、上記ロータ偏芯部が、さらに永久磁石３２を用いて下側ロータ５０の重心を偏芯させることによって、バックヨーク５１に設けられた冷媒通路を大きくし過ぎることなく、バックヨーク５１の磁気飽和を緩和できる。
【００８６】
また、上記磁極部毎の永久磁石３２の磁極面積が同一であり、かつ、バックヨーク３１,５１の一方の半円側の磁極部の永久磁石３２の重心よりも、バックヨーク３１,５１の他方の半円側の磁極部の永久磁石３２の重心が半径方向内側にあることによって、各磁極部の磁束量が同じになり、磁気的アンバランスを抑制することができる。
【００８７】
また、同一形状の永久磁石３２を用いることによって、コストを低減することができる。さらに、各極の磁束量を同一とすることで磁気的回転アンバランスを減らすことができる。
【００８８】
また、上記磁極部毎に磁気障壁であるスリット３３bよって区切られた磁性体板３３が永久磁石３２の磁極面を覆うことによって、永久磁石３２のアンバランスを緩和することができる。
【００８９】
また、上記磁性体板３３の磁気障壁であるスリット３３bによって区切られた部分の形状を全て同一とすることによって、永久磁石３２のアンバランスを緩和することができる。
【００９０】
また、同一の下側ロータ５０において、永久磁石３２を用いて下側ロータ５０の重心を偏芯させる一方、バックヨーク５１の貫通孔５１c,５１d,５１eを、永久磁石３２による偏芯方向と反対の側に設けたことによって、バランサのための追加部品は一切不要になり、構成を簡略化できる。
【００９１】
また、上側ロータ３０の第１のロータ偏芯部(永久磁石３２)による偏芯方向と他方の下側ロータ５０の第２のロータ偏芯部(永久磁石３２と貫通孔５１c,５１d,５１e)による偏芯方向を反対にすることによって、第１,第２のロータ偏芯部により静バランスと動バランスをつり合わせて、圧縮機構部２のアンバランスを効果的にキャンセルでき、バランサのための追加部品は一切不要になり、構成を簡略化することができる。
【００９２】
また、上記圧縮機構部２に近い側の下側ロータ５０に、バックヨーク５１に設けられたロータ偏芯部を有し、圧縮機構部２から遠い側の上側ロータ３０に、磁極部に永久磁石３２を用いて上側ロータ３０の重心を偏芯させるロータ偏芯部を有することによって、アンバランス重量を最小化することができる。なお、貫通孔は、予めバックヨークにあけておいてもよく、ロータとして完成した後に実際のバランスを測定して後に加工してもよい。
【００９３】
〔第２実施形態〕
図２Ａはこの発明の第２実施形態のロータリ圧縮機の断面図を示しており、図２Ｂはこのロータリ圧縮機に用いるロータおよびステータの分解斜視図を示している。この第２実施形態のロータリ圧縮機は、アキシャルギャップ型モータのロータを除いて第１実施形態のロータリ圧縮機の構成と同一の構成をしており、同一構成部については、同一参照番号を付して説明を省略する。
【００９４】
図２Ａに示すように、この第２実施形態のロータリ圧縮機のアキシャルギャップ型モータ１０３は、ステータ４０と、上記ステータ４０の軸方向の上側に配置された上側ロータ１３０Ａと、上記ステータ４０の軸方向の下側に配置された下側ロータ１３０Ｂとを有する。
【００９５】
また、図２Ｂに示すように、上側ロータ１３０Ａは、中央孔１３１aを有する磁性体からなる円板形状のバックヨーク１３１と、上記バックヨーク１３１のステータ４０に対向する面側に、円周に沿って配列された扇形状の４つの永久磁石３２とを重ね合わせて形成している。
【００９６】
また、下側ロータ１３０Ｂは、上側ロータ１３０Ａと同様に、中央孔１３１aを有する磁性体からなる円板形状のバックヨーク１３１と、上記バックヨーク１３１のステータ４０に対向する面側に、上記バックヨーク１３１のステータ４０に対向する面側に、円周に沿って配列された扇形状の４つの永久磁石３２とを重ね合わせて形成している。
【００９７】
また、上側ロータ１３０Ａ,下側ロータ１３０Ｂのバックヨーク１３１には、周方向に配列された永久磁石３２間の空間に対向する領域かつ中央孔１３１a近傍に円孔１３１bを設けている。ステータ４０にも、回転軸４が貫通する中央孔の近傍に円孔(図示せず)を設けている。上記永久磁石３２間の空間と、永久磁石３２間の空間と、バックヨーク１３１の円孔１３１bと、ステータ４０の円孔で冷媒ガスが軸方向に流れる冷媒通路を形成している。
【００９８】
この第２実施形態において、偏芯しているのは、上側ロータ１３０Ａ,下側ロータ１３０Ｂのバックヨーク１３１のみである(ロータ偏芯部の一例)。上側ロータ１３０Ａのバックヨーク１３１は、紙面右側にわずかに偏芯していて、下側ロータ１３０Ｂのバックヨーク１３１は、紙面左側に大きく偏芯している。偏芯の限度は、密閉容器１にバックヨーク１３１が触れず、永久磁石３２の反磁極面をバックヨーク１３１が覆う範囲内である。なお、中央孔１３１aは回転軸４が通るので偏芯してはならない。冷媒通路については任意であり、必要なアンバランス量を得るために任意に設計し得る。
【００９９】
なお、バックヨーク１３１の外周は円形であることがより望ましい。風損を低減するためである。このときのアンバランス量は、Ｍｘ(バックヨークの質量)×Ｒｘ(偏芯量＝バックヨークの外周円の中心と回転中心の距離)である。
【０１００】
しかしながら、上側ロータ１３０Ａ,下側ロータ１３０Ｂのバックヨークの一方の半円部に切り欠きを設けるか、または、バックヨークの一方の半円部と他方の半円部に複数の切り欠きを夫々設けて、それぞれの切り欠きの大きさを異ならせる等の方法であってもかまわない。
【０１０１】
また、上記磁性体板３３には、放射状に磁気障壁の一例としての４つのスリット３３bを設け、スリット３３b間に各永久磁石３２を周方向に所定の間隔をあけて配置すると共に、バックヨーク１３１には、磁性体板３３のスリット３３bに対向する領域かつ中央孔１３１a近傍に円孔１３１bを設けている。
【０１０２】
上記ロータリ圧縮機によれば、アキシャルギャップ型モータ１０３を用いて小型化を図りつつ、簡単な構成で圧縮機構部２のアンバランスをキャンセルすることができ、生産性の向上と更なる小型化を実現することができる。
【０１０３】
また、上記バックヨーク１３１を、回転軸４に対して中心がずれて回転軸４に固定することによって、アンバランス量を大きくできる。
【０１０４】
また、上記上側ロータ１３０Ａ,下側ロータ１３０Ｂの磁極部である永久磁石３２の反磁極面の全面をバックヨーク１３１に密着させることによって、磁極アンバランスを防止でき、磁気抵抗の上昇を抑えることができる。
【０１０５】
また、上側ロータ１３０Ａ(第１のロータ偏芯部)による偏芯方向と他方の下側ロータ１３０Ｂ(第２のロータ偏芯部)による偏芯方向を反対にすることによって、第１,第２のロータ偏芯部により静バランスと動バランスをつり合わせて、圧縮機構部２のアンバランスを効果的にキャンセルでき、バランサのための追加部品は一切不要になり、構成を簡略化することができる。
【０１０６】
〔第３実施形態〕
図３Ａはこの発明の第３実施形態のロータリ圧縮機の断面図を示しており、図３Ｂはこのロータリ圧縮機に用いるロータおよびステータの分解斜視図を示している。この第２実施形態のロータリ圧縮機は、アキシャルギャップ型モータのロータおよびステータを除いて第１実施形態のロータリ圧縮機の構成と同一の構成をしており、同一構成部については、同一参照番号を付して説明を省略する。
【０１０７】
上記第１,第２実施形態と同様、このアキシャルギャップ型モータ２０３は、図３Ａに示すように、ステータ２４０の両側にロータを有するが、下側ロータ２５０は、永久磁石を有しない。従って、トルク発生は、上側ロータ２３０とステータ２４０の間で主として働く。しかし、下側ロータ２５０は、ステータ２４０のバックヨークとして働き、それ以上に、スラスト力をキャンセルする役割を有する。また、回転磁界に同期して回るため、ヒステリシス損を低減できる。下側ロータと上側ロータは、同一の軸に固定されて同時に回転するのが望ましい。
【０１０８】
図３Ｂに示すように、上側ロータ２３０は、中央孔３１aを有する磁性体からなる円板形状のバックヨーク２３１と、バックヨーク２３１のステータ２４０に対向する面側に、円周方向に沿って配列された扇形状の４つの永久磁石３２と、中央孔３３aを有する円板形状の磁性体板３３とを重ね合わせて形成している。また、上記磁性体板３３には、放射状に磁気障壁の一例としての４つのスリット３３bを設け、スリット３３b間に各永久磁石３２を周方向に所定の間隔をあけて配置すると共に、バックヨーク２３１には、磁性体板３３のスリット３３bに対向する領域かつ中央孔２３１a近傍に円孔２３１bを設けている。さらに、上側ロータ２３０のバックヨーク２３１には、紙面左側にロータ偏芯部の一例としての貫通孔２３１cを余分に設けている。
【０１０９】
また、円板形状の下側ロータ２５０のコアには、中央孔２５１aと、その中央孔２５１a近傍に円孔２５１bを設けると共に、紙面右側かつ外周付近に、ロータ偏芯部の一例としての貫通孔２５１cを設けている。下側ロータ２５０のコアにある貫通孔２５１cは、上側ロータ２３０のバックヨーク２３１にある貫通孔２３１cに比べ、回転軸４からの距離も、質量(孔なので負の質量になる)も大である。従って、アンバランス量は、下側ロータ２５０のコアにおいて大となる。特に、下側ロータ２５０に永久磁石がないので、磁束量も上側ロータ２３０のバックヨーク２３１に比べて少なく、比較的自由に貫通孔を設けることができるという利点もある。なお、ステータ２４０の上側ロータ２３０に面した側には磁性体板６１があるが、下側ロータ２５０に面した側には磁性体板がない。上側ロータ２３０は永久磁石３２が有り、永久磁石３２の磁束をステータ２４０が多く集めるために、磁性体板３３が必要であるが、下側ロータ２５０には起磁力がなく、ステータコアの磁束がそのまま下側ロータ２５０に渡る単なる通路であるため、磁性体板は必須ではない。
【０１１０】
上記ロータリ圧縮機によれば、アキシャルギャップ型モータ３を用いて小型化を図りつつ、簡単な構成で圧縮機構部２のアンバランスをキャンセルすることができ、生産性の向上と更なる小型化を実現することができる。
【０１１１】
また、比較的厚みのあるバックヨーク２３１にロータ偏芯部としての貫通孔２３１c,２５１cを設けることによって、バランス重量を多く取れ、磁気的アンバランスへの影響が小さいので、振動・騒音や磁気抵抗上昇への影響を小さくすることができる。
【０１１２】
また、上記バックヨーク２３１,２５１の一方の半円部側に貫通孔２３１c,２５１c(ロータ偏芯部)があることによって、バランス重量を大きくでき、差圧を低減し、油上がりを減少できる。
【０１１３】
また、上記バックヨーク２３１の貫通孔２３１cが、互いに隣接する磁極相互間の領域に開口していることによって、磁極への影響を小さくできる。
【０１１４】
また、上記上側ロータ２３０の磁極部である永久磁石３２の反磁極面の全面をバックヨーク２３１に密着させることによって、磁極アンバランスを防止でき、磁気抵抗の上昇を抑えることができる。
【０１１５】
また、上側ロータ２３０の第１のロータ偏芯部(貫通孔２３１c)による偏芯方向と他方の下側ロータ５０の第２のロータ偏芯部(貫通孔２５１c)による偏芯方向を反対にすることによって、第１,第２のロータ偏芯部により静バランスと動バランスをつり合わせて、圧縮機構部２のアンバランスを効果的にキャンセルでき、バランサのための追加部品は一切不要になり、構成を簡略化することができる。
【０１１６】
〔第４実施形態〕
図４はこの発明の第４実施形態のロータリ圧縮機の断面図を示している。この第４実施形態のロータリ圧縮機は、アキシャルギャップ型モータを除いて第１実施形態のロータリ圧縮機の構成と同一の構成をしており、同一構成部については、同一参照番号を付して説明を省略する。このロータリ圧縮機は、高圧ドーム型であり、ステータ３４０とロータ３３０はそれぞれ１つずつである。ロータ３３０のバックヨーク３３１には、紙面右側にロータ偏芯部の一例としての貫通孔３３１aを設けている(主バランサＳ２)。この貫通孔３３１aは、永久磁石３３２の磁極間にある。これにより、バックヨーク３３１のアンバランスは、紙面左側に設けられたことになる。一方、永久磁石３３２は、紙面右側に偏っている(副バランサＳ３)。これにより、永久磁石３３２のバックヨーク３３１は紙面右側に設けられたことになる。
【０１１７】
これにより、圧縮機構部２の紙面右側に向かって設けられたアンバランスをキャンセルすることができる。なお、ロータ３３０が１つの場合は、圧縮機構部２側にロータ３３０を設けるほうが、図４の右下側に示すように、主バランサＳ２と圧縮機構部２のアンバランス部Ｓ１との距離が短くなり、バランサの量を小さくできて好適である。
【０１１８】
なお、永久磁石３３２の磁極面の磁性体板３３３は永久磁石３３２が偏っているため、設けることが望ましい。
【０１１９】
上記ロータリ圧縮機によれば、アキシャルギャップ型モータ３０３を用いて小型化を図りつつ、簡単な構成で圧縮機構部２のアンバランスをキャンセルすることができ、生産性の向上と更なる小型化を実現することができる。
【０１２０】
また、比較的厚みのあるバックヨーク３３１にロータ偏芯部としての貫通孔３３１aを設けることによって、バランス重量を多く取れ、磁気的アンバランスへの影響が小さいので、振動・騒音や磁気抵抗上昇への影響を小さくすることができる。
【０１２１】
また、上記バックヨーク３３１の一方の半円部側に貫通孔３３１a(ロータ偏芯部)があることによって、バランス重量を大きくでき、差圧を低減し、油上がりを減少できる。
【０１２２】
また、上記貫通孔３３１aが、互いに隣接する磁極相互間の領域に開口していることによって、磁極への影響を小さくできる。
【０１２３】
また、上記ロータ３３１aの磁極部である永久磁石３３２の反磁極面の全面をバックヨーク３３１に密着させることによって、磁極アンバランスを防止でき、磁気抵抗の上昇を抑えることができる。
【０１２４】
また、上記ロータ偏芯部が、さらに永久磁石３３２を用いてロータ３３０の重心を偏芯させることによって、バックヨーク３３１aに設けられた冷媒通路を大きくし過ぎることなく、バックヨーク３３１の磁気飽和を緩和できる。
【０１２５】
また、上記磁極部毎の永久磁石３３２の磁極面積が同一であり、かつ、バックヨーク３３１の一方の半円側の磁極部の永久磁石３３２の重心よりも、バックヨーク３３１の他方の半円側の磁極部の永久磁石３３２の重心が半径方向内側にあることによって、各磁極部の磁束量が同じになり、磁気的アンバランスを抑制することができる。
【０１２６】
また、同一形状の永久磁石３３２を用いることによって、コストを低減することができる。
【０１２７】
また、同一のロータ３３１において、永久磁石３３２を用いてロータ３３１の重心を偏芯させる一方、バックヨーク３３１の貫通孔３３１aを、永久磁石３３２による偏芯方向と反対の側に設けたことによって、バランサのための追加部品は一切不要になり、構成を簡略化できる。なお、主バランサと副バランサの距離が短すぎるために磁石によるバランサが困難な場合は、磁石によるバランサを廃止して、回転軸の端部を切り欠くなどによって、回転軸にバランサを設けてもよい。
【０１２８】
さらに、図５Ａは上記第４実施形態のロータリ圧縮機において置き換えが可能なアキシャルギャップ型モータの斜視図を示しており、図５Ｂ,図５Ｃ,図５Ｄ,図５Ｅは上記アキシャルギャップ型モータのロータの永久磁石の配置の例を示している。
【０１２９】
図５Ａに示すように、このアキシャルギャップ型モータ４０３のロータ４３０は、ロータ４３０のバックヨーク４３１には、紙面右側にロータ偏芯部の一例としての貫通孔４３１aを設けている。この貫通孔４３１aは、永久磁石４３２の磁極間にある。これにより、バックヨーク４３１のアンバランスは、紙面左側に設けられたことになる。一方、永久磁石４３２は、紙面右側に偏っている。これにより、永久磁石４３２のバックヨーク４３１は紙面右側に設けられたことになる。
【０１３０】
このアキシャルギャップ型モータ４０３のロータ４３０において、永久磁石４３２の形状を異ならせるか、配置を不等ピッチとすることで、結果的に紙面右側にアンバランスを発生させる。図５Ａのアキシャルギャップ型モータ４０３では、永久磁石４３２の磁極面積は同一で、右側は外周側に、左側は内周側に設けている。永久磁石４３２の周方向のピッチは等しい。
【０１３１】
これに対して、図５Ｂに示すロータの永久磁石の配置の例では、永久磁石５３２Ａ,５３２Ｂの磁極面積は同一で、右側の永久磁石５３２Ｂは外周側に、左側の永久磁石５３２Ａは内周側に設けている。永久磁石５３２Ａ,５３２Ｂの周方向のピッチは等しい。永久磁石５３２Ａ,５３２Ｂでは、ピッチおよび中心角が等しいため、外周側にある永久磁石５３２Ｂは径方向長さが短く、内周側にある永久磁石５３２Ａは径方向長さが長くなる。永久磁石５３２Ａ,５３２Ｂの磁極面積が同一であれば、バックヨーク５３１の磁気抵抗が十分に小さければ(飽和しなければ)、磁極毎に同一磁束量を発生させることができ、ロータの磁性体板の助けも合って、磁極アンバランスを解消できる。
【０１３２】
次に、図５Ｃに示すロータの永久磁石の配置の例では、永久磁石６３２Ａ,６３２Ｂの設置半径は同一で、外径および内径も同一であるが、永久磁石６３２Ａと永久磁石６３２Ｂでは、ピッチおよび中心角が異なる。すなわち、永久磁石６３２Ａよりも永久磁石６３２Ｂの中心角が大きいので、永久磁石６３２Ａ間の周方向のピッチに対して永久磁石６３２Ａと永久磁石６３２Ｂとの間および永久磁石６３２Ｂ間の周方向のピッチは大きくなる。
【０１３３】
これにより、永久磁石６３２Ａ,６３２Ｂ間の隙間が紙面左側に偏るため、結果として、右側にアンバランスを設けることができる。これは、不要なラジアル力を低減することができる。ただ、磁極間のアンバランスは発生することになる。例えば、不等ピッチによるコギングトルク低減効果を得たい場合に有効である。
【０１３４】
次に、図５Ｄに示すロータの永久磁石の配置の例では、永久磁石７３２Ａ,７３２Ｂは、内径、周方向のピッチおよび中心角が同一であるが、外径が異なる。これにより、永久磁石７３２Ａ,７３２Ｂの重心が紙面右側に偏るため、結果として、右側にアンバランスを設けることができる。磁極間のアンバランスは発生することになる。なお、永久磁石７３２Ａ,７３２Ｂの着磁分布により磁束量が均一となるようにしてもよい。
【０１３５】
次に、図５Ｅに示すロータの永久磁石の配置の例では、永久磁石８３２は、設置半径は同一で、外径および内径も同一であるが、ピッチが異なる。これにより、永久磁石８３２間の隙間が紙面左側で大となり、永久磁石８３２の重心が紙面右側に偏るため、結果として、右側にアンバランスを設けることができる。これは、不要なラジアル力を低減することができる。また、永久磁石８３２の形状が同一であるため、磁極間のアンバランスを低減することができる。例えば、不等ピッチによるコギングトルク低減効果を得たい場合に有効である。
【０１３６】
また、図５Ｂ,図５Ｄに示すように、バックヨーク５３１の一方の半円部側の永久磁石５３２Ｂ,７３２Ｂよりも、バックヨークの他方の半円部側の永久磁石５３２Ａ,７３２Ａの大きさを小さくして、ロータの重心を偏芯させることによって、磁束量のアンバランスはあるが、不等ピッチ等を用いた設計によりコギングを低減することができる。
【０１３７】
また、図５Ｅに示すように、上記磁極部毎の永久磁石間の隙間が一方に偏っていることによって、ロータの重心を偏芯させることができる。
【０１３８】
〔第５実施形態〕
図６Ａはこの発明の第５実施形態のスクロール圧縮機の断面図を示しており、このスクロール圧縮機は、低圧ドーム型であり、上側ロータのバックヨークと下側ロータのバックヨークに、貫通孔を設けてバランサとしている。
【０１３９】
図６Ａに示すように、この第５実施形態のスクロール圧縮機は、密閉容器９０１と、上記密閉容器９０１内に配置された圧縮機構部９０２と、上記密閉容器９０１内かつ圧縮機構部９０２の下側に配置され、圧縮機構部９０２を回転軸９０４を介して駆動するアキシャルギャップ型モータ９０３とを備えている。
【０１４０】
上記アキシャルギャップ型モータ９０３は、密閉容器９０１内の圧縮機構部９０２の吸込側の低圧空間に配置されている。
【０１４１】
上記アキシャルギャップ型モータ９０３は、ステータ９４０と、このステータ９４０の軸方向両側に配置された上側ロータ９３０,下側ロータ９５０とを有している。この上側ロータ９３０,下側ロータ９５０を回転軸９０４に外嵌して固定し、上側ロータ９３０,下側ロータ９５０の回転力を回転軸９０４を介して圧縮機構部９０２に伝達する。
【０１４２】
また、上記圧縮機構部９０２は、密閉容器９０１内に取り付けられた本体部９２０と、本体部９２０に固定された固定スクロール９２４と、その固定スクロール９２４に噛み合う旋回スクロール９２３とを有する。上記固定スクロール９２４と旋回スクロール９２３は、鏡板に立設された渦捲き状のラップを夫々有し、固定スクロール９２４と旋回スクロール９２３とが互いに噛み合って複数の圧縮室９２５を形成する。上記旋回スクロール９２３は、アキシャルギャップ型モータ９０３の回転軸９０４の上端に接続され、回転軸９０４の回転により旋回する。
【０１４３】
上記本体部９２０は、挿通された回転軸９０４の上端側を回転自在に支持している。上記密閉容器９０１内かつアキシャルギャップ型モータ９０３の下側に、回転軸９０４の下端側を回動自在に支持する保持部９０５が設けられている。
【０１４４】
また、上記本体部９２０は、下側の低圧空間と圧縮室９２５とを連通する吸入孔９２１を有し、固定スクロール９２４は、上側の高圧空間と圧縮室９２５とを連通する吐出孔９２６を有する。
【０１４５】
上記密閉容器９０１の下側側面には、アキシャルギャップ型モータ９０３の下側ロータ９５０の近傍に吸入管９１１を接続する一方、密閉容器９０１の上部に吐出管９１２を接続している。
【０１４６】
上記構成のスクロール圧縮機において、アキシャルギャップ型モータ９０３により回転軸９０４を介して圧縮機構部９０２を駆動すると、吸入管９１１から供給された冷媒ガスは、アキシャルギャップ型モータ９０３を冷却しながらアキシャルギャップ型モータ９０３のエアギャップや軸方向に設けられた冷媒通路(図示せず)を通過し、吸入孔９２１を介して供給された冷媒ガスを圧縮機構部９０２で圧縮する。そうして圧縮された冷媒ガスは、圧縮機構部９０２の吐出孔９２６から上部空間に吐出され、吐出管９１２を介して密閉容器９０１の外部に吐出される。
【０１４７】
このとき、上側ロータ９３０および下側ロータ９５０には、バックヨーク９３１,９５１に、軸付近の冷媒通路となるべく貫通孔(図示せず)があり、それに加えて、上側ロータ９３０のバックヨーク９３１に紙面左側に比較的大きいロータ偏芯部の一例としての貫通孔９３１aが比較的外側に、下側ロータ９５０のバックヨーク９５１に紙面右側に比較的小さいロータ偏芯部の一例としての貫通孔９５１aが比較的内側に設けられている。この貫通孔９３１a,９５１aが、負の質量となるため、上側ロータ９３０のバックヨーク９３１においては、紙面右側のアンバランスとして働き、下側ロータ９５０のバックヨーク９５１においては紙面左側のアンバランスとして働く。従って、クランク軸および可動スクロールのアンバランスを相殺することができる。
【０１４８】
また、上記ステータ９４０は、図６Ｂに示すように複雑な形をしているが、単純には、軸方向に伸びた複数の磁心９８６に跨ってコイル９８５を巻回している(磁心群９８４に巻回)。これにより、それぞれの磁心９８６の表面には、１つのコイルが磁極を構成するか、または２つのコイルが協働して磁極を構成する。また、Ｖ相とＷ相が協働した場合、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ層それぞれの電流の和は０となるため、−Ｕ相磁極を構成する。従って、ステータ９４０に流れる電流による磁束も４極の磁極を呈する。図１Ａの場合に比べ、磁心の表面に発生する磁極は、Ｕ相,Ｖ相,Ｗ相の３通りではなく、Ｕ相,Ｖ相,Ｗ相の他にこれらの相のうち２つの相が協働してなす極を含め、６通りの状態が存在する。これにより、磁束の変化が滑らかになり、振動や騒音を低減する作用を有する。これは、いわゆる４極１２スロットの分布巻と同一の構成である。
【０１４９】
上記スクロール圧縮機によれば、アキシャルギャップ型モータ９０３を用いて小型化を図りつつ、簡単な構成で圧縮機構部２のアンバランスをキャンセルすることができ、生産性の向上と更なる小型化を実現することができる。
【０１５０】
また、比較的厚みのあるバックヨーク９３１,９５１にロータ偏芯部としての貫通孔９３１a,９５１aを設けることによって、バランス重量を多く取れ、磁気的アンバランスへの影響が小さいので、振動・騒音や磁気抵抗上昇への影響を小さくすることができる。
【０１５１】
また、上記バックヨーク９３１,９５１の一方の半円部側に貫通孔９３１a,９５１a (ロータ偏芯部)があることによって、バランス重量を大きくでき、差圧を低減し、油上がりを減少できる。
【０１５２】
また、上側ロータ９３０の第１のロータ偏芯部(貫通孔９３１a)による偏芯方向と他方の下側ロータ９５０の第２のロータ偏芯部(貫通孔９５１a)による偏芯方向を反対にすることによって、第１,第２のロータ偏芯部により静バランスと動バランスをつり合わせて、圧縮機構部２のアンバランスを効果的にキャンセルでき、バランサのための追加部品は一切不要になり、構成を簡略化することができる。
【０１５３】
〔第６実施形態〕
図７Ａはこの発明の第６実施形態のスクロール圧縮機の断面図を示している。
【０１５４】
図７Ａに示すように、この第６実施形態のスクロール圧縮機は、密閉容器１００１と、上記密閉容器１００１内に配置された圧縮機構部１００２と、上記密閉容器１００１内かつ圧縮機構部１００２の下側に配置され、圧縮機構部１００２を回転軸１００４を介して駆動するアキシャルギャップ型モータ１００３とを備えている。
【０１５５】
上記アキシャルギャップ型モータ１００３は、密閉容器１００１内の圧縮機構部１００２の吐出側の高圧空間に配置されている。このスクロール圧縮機は、いわゆる、高圧ドーム型である。
【０１５６】
上記アキシャルギャップ型モータ１００３は、ステータ１０４０と、このステータ１０４０の軸方向上側に配置されたロータ１０３０とを有している。このロータ１０３０を回転軸１００４に外嵌して固定し、ロータ１０３０の回転力を回転軸１００４を介して圧縮機構部１００２に伝達する。
【０１５７】
また、上記圧縮機構部１００２は、密閉容器１００１内に取り付けられた本体部１０２０と、本体部１０２０に固定された固定スクロール１０２４と、その固定スクロール１０２４に噛み合う旋回スクロール１０２３とを有する。上記固定スクロール１０２４と旋回スクロール１０２３は、鏡板に立設された渦捲き状のラップを夫々有し、固定スクロール１０２４と旋回スクロール１０２３とが互いに噛み合って複数の圧縮室１０２５を形成する。上記旋回スクロール１０２３は、アキシャルギャップ型モータ１００３の回転軸１００４の上端に接続され、回転軸１００４の回転により旋回する。
【０１５８】
上記本体部１０２０は、挿通された回転軸１００４の上端側を回転自在に支持している。上記密閉容器１００１内かつアキシャルギャップ型モータ１００３の下側に、回転軸１００４の下端側を回動自在に支持する保持部１００５が設けられている。
【０１５９】
上記密閉容器１００１の上部に吸入管１０１１を接続する一方、密閉容器１００１の圧縮機構部１００２の下側側面に吐出管１０１２を接続している。
【０１６０】
また、上記本体部１０２０は、上側の吐出管１０１２と圧縮室１０２５とを連通する吸入孔を有し、下側の高圧空間と圧縮室１０２５とを連通する吐出孔(図示せず)を有する。
【０１６１】
次に、上記スクロール圧縮機の作用を説明する。
【０１６２】
上記吸入管１０１１から圧縮機構部１００２の圧縮室１０２５に冷媒を供給し、モータ１００３により圧縮機構部１００２を駆動させ、冷媒を圧縮する。圧縮された冷媒は、圧縮機構部１００２から密閉容器１００１内に吐出され、主としてロータ１０３０を冷却した後に、吐出管１０１２より密閉容器１００１の外側に吐出される。
【０１６３】
上記ロータ１０３０は、ステータ１０４０に対して圧縮機構部１００２側にある。また、ロータ１０３０のバックヨーク１０３１には、紙面右側に余分に貫通孔１０３１c(図７Ｂに示す)を有する。これが負の質量になり、左側にアンバランスを有することになる。一方、回転軸１００４の上端には、クランクピン１００４aの反対側(紙面右側)にバランサ１０５０がある(主バランサＳ２)。
【０１６４】
上記第６実施形態の構成により、圧縮機構部１００２のピンと可動スクロールの偏芯に起因するアンバランス(紙面左側)に対して、主バランサＳ２は、圧縮機構部１００２のアンバランス部Ｓ１に近く、副バランサＳ３は圧縮機構部１００２から遠い(主バランサＳ２に比べて)ので、主バランサＳ２を小型化できるという利点がある。
【０１６５】
図７Ｂは上記スクロール圧縮機のロータ１０３０とステータ１０４０の分解斜視図である。
【０１６６】
ロータ１０３０は、中央孔１０３１aを有する磁性体からなる円板形状のバックヨーク１０３１と、バックヨーク１０３１のステータ１０４０に対向する面側に、円周に沿って配列された扇形状の４つの永久磁石１０３２と、中央孔１０３３aを有する円板形状の磁性体板１０３３とを重ね合わせて形成している。この磁性体板１０３３は、バックヨーク１０３１の中央孔１０３１ａの径よりも内径が大であり(シャフトを通して磁束が短絡するのを防止するため)、必要に応じて、外径もバックヨーク１０３１の外径より小とすることができる。
【０１６７】
また、ロータ１０３０のバックヨーク１０３１には、図面右側に偏ってロータ偏芯部の一例としての貫通孔１０３１cが設けられる。貫通孔１０３１cは、永久磁石１０３２の極間の隙間に設けられるため、貫通孔１０３１cは永久磁石１０３２に邪魔されずに十分な冷媒通路となり得る。
【０１６８】
また、上記磁性体板１０３３には、放射状に磁気障壁の一例としての４つのスリット１０３３bを設け、スリット１０３３b間に各永久磁石１０３２を周方向に所定の間隔をあけて配置すると共に、バックヨーク１０３１には、磁性体板１０３３のスリット１０３３bに対向する領域かつ中央孔１０３１a近傍に円孔１０３１bを設けている。上記磁性体板１０３３のスリット１０３３bおよび磁性体板の内外周と、永久磁石１０３２間の空間と、バックヨーク１０３１の円孔１０３１bで、冷媒ガスが軸方向に流れる冷媒通路を形成している。
【０１６９】
ステータ１０４０は、中央孔１０６１aを有する円板形状の磁性体板１０６１と、磁性体からなる基板１０６３と、上記基板１０６３上に円周に沿って立設された６つの磁心１０６４に巻回されたコイル１０６２とを有している。上記ステータ１０４０の各磁性体板１０６１には、複数の磁心１０６４を互いに磁気的に絶縁するためのスリット１０６１bを放射状に設けている。
【０１７０】
ステータ１０４０は、軸方向に伸びた磁心１０６４まわりに直接アキシャルコイルが巻回されている。上記６つの磁心１０６４は、基板１０６３によって互いに磁気的に接続され、基板１０６３と反対側(ロータに対向する側)では、磁性体板１０６１により接続されている。上記コイル１０６２は、例えば３相スター結線され、インバータから電流を供給する。
【０１７１】
上記スクロール圧縮機によれば、アキシャルギャップ型モータ１００３を用いて小型化を図りつつ、簡単な構成で圧縮機構部１００２のアンバランスをキャンセルすることができ、生産性の向上と更なる小型化を実現することができる。
【０１７２】
また、比較的厚みのあるバックヨーク１０３１にロータ偏芯部としての貫通孔１０３１cを設けることによって、バランス重量を多く取れ、磁気的アンバランスへの影響が小さいので、振動・騒音や磁気抵抗上昇への影響を小さくすることができる。
【０１７３】
また、上記バックヨーク１０３１の一方の半円部側に貫通孔１０３１c(ロータ偏芯部)があることによって、バランス重量を大きくでき、差圧を低減し、油上がりを減少できる。
【０１７４】
図８は図７Ａのスクロール圧縮機に適用可能な他のモータを示す分解斜視図である。
【０１７５】
図８に示すように、ロータ磁極部１１３２は永久磁石ではなく軟磁性材料、すなわち鉄心である。これは、スイッチトリラクタンスモータの極歯である。また、ステータ１１４０のコイル１１６２も、スイッチトリラクタンスモータに適した駆動電流が流される点が異なる。
【０１７６】
ロータ１１３０は、中央孔１１３１aを有する磁性体からなる円板形状のバックヨーク１１３１と、バックヨーク１１３１のステータ１１４０に対向する面側に、円周に沿って配列された扇形状の４つの永久磁石１１３２とを重ね合わせて形成している。
【０１７７】
また、ロータ１１３０のバックヨーク１１３１には、図面右側に偏ってロータ偏芯部の一例としての貫通孔１１３１cが設けられる。貫通孔１１３１cは、永久磁石１１３２の極間の隙間に設けられるため、貫通孔１１３１cは永久磁石１１３２に邪魔されずに十分な冷媒通路となり得る。
【０１７８】
また、上記バックヨーク１１３１には、永久磁石１１３２間の領域に対向する領域かつ中央孔１１３１a近傍に円孔１１３１bを設けている。上記永久磁石１１３２間の空間と、バックヨーク１１３１の円孔１１３１bで、冷媒ガスが軸方向に流れる冷媒通路を形成している。
【０１７９】
ステータ１１４０は、中央孔１１６１aを有する円板形状の磁性体板１１６１と、磁性体からなる基板１１６３と、上記基板１１６３上に円周に沿って立設された６つの磁心１１６４に巻回されたコイル１１６２とを有している。上記ステータ１１４０の各磁性体板１１６１には、複数の磁心１１６４を互いに磁気的に絶縁するためのスリット１１６１bを放射状に設けている。
【０１８０】
ステータ１１４０は、軸方向に伸びた磁心１１６４まわりに直接アキシャルコイルが巻回されている。上記６つの磁心１１６４は、基板１１６３によって互いに磁気的に接続され、基板１１６３と反対側(ロータに対向する側)では、磁性体板１１６１により接続されている。上記コイル１１６２は、例えば３相スター結線され、インバータから例えば２相間に矩形の電流を供給する。
【０１８１】
バックヨーク１１３１のアンバランスについては、図７Ｂに示す構成と同様であり、説明を省略する。すなわち、バックヨーク１１３１を用いたバランサは、永久磁石を用いないモータにも適用可能であることを示すものである。
【０１８２】
図１Ａ〜図８に示す第１〜第６実施形態の圧縮機に用いられるアキシャルギャップ型モータを用いれば、軸方向に小型化させることにより、圧縮機を小型化できる上に、薄型であっても永久磁石を十分に設置することができ、さらには、巻線が容易で占積率も高くできるので、モータ効率を容易に向上でき、圧縮効率を向上させることができる。
【０１８３】
また、上記第１〜第６実施形態では、ロータリ圧縮機およびスクロール圧縮機について説明したが、この発明の圧縮機はこれに限らず、密閉容器と、密閉容器内に配置され、偏芯運動をする圧縮機構部と、密閉容器内に配置され、圧縮機構部を回転軸を介して駆動するアキシャルギャップ型モータとを備え、アキシャルギャップ型モータは、磁性体にコイルが巻回されたステータと、回転軸に固定され、ステータにより回転駆動するロータとを有するものであればよい。
【０１８４】
また、上記第１〜第６実施形態では、ロータ偏芯部としてロータを軸方向に貫通した冷媒通路となる貫通孔を用いたが、ロータ偏芯部は、ロータの外周に設けられた冷媒通路であってもよく、ロータを軸方向に貫通した冷媒通路となる貫通孔と、ロータの外周に設けられた冷媒通路の両方を設けてもよい。
【０１８５】
なお、この発明の圧縮機に用いられるアキシャルギャップ型モータのステータやロータの構成は、この第１〜第６実施形態に限らない。また、この発明の圧縮機に用いられるアキシャルギャップ型モータは、他に例えばラジアルギャップを共に有していてもよい。すなわち、軸方向に作用する力を容易にキャンセル可能なアキシャルギャップを少なくとも１面有していればよい。
【図面の簡単な説明】
【０１８６】
【図１Ａ】図１Ａはこの発明の第１実施形態のロータリ圧縮機の断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは上記ロータリ圧縮機の上側ロータとステータの分解斜視図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは上記ロータリ圧縮機の下側ロータのバックヨークの斜視図である。
【図２Ａ】図２Ａはこの発明の第２実施形態のロータリ圧縮機の断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは上記ロータリ圧縮機のロータとステータの分解斜視図である。
【図３Ａ】図３Ａはこの発明の第３実施形態のロータリ圧縮機の断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは上記ロータリ圧縮機のロータとステータの分解斜視図である。
【図４】図４はこの発明の第４実施形態のロータリ圧縮機の断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは上記ロータリ圧縮機において置き換えが可能なアキシャルギャップ型モータの斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは上記第４実施形態のロータリ圧縮機のロータの永久磁石の配置の例を示す模式図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは上記第４実施形態のロータリ圧縮機のロータの永久磁石の配置の例を示す模式図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは上記第４実施形態のロータリ圧縮機のロータの永久磁石の配置の例を示す模式図である。
【図５Ｅ】図５Ｅは上記第４実施形態のロータリ圧縮機のロータの永久磁石の配置の例を示す模式図である。
【図６Ａ】図６Ａはこの発明の第５実施形態のスクロール圧縮機の断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは上記スクロール圧縮機のステータの斜視図である。
【図７Ａ】図７Ａはこの発明の第６実施形態のスクロール圧縮機の断面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは上記スクロール圧縮機のロータとステータの分解斜視図である。
【図８】図８は上記第６実施形態のスクロール圧縮機に適用可能な他のモータを示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【０１８７】
１,９０１,１００１…密閉容器
２,９０２,１００２…圧縮機構部
３,１０３,２０３,３０３,４０３,９０３,１００３…アキシャルギャップ型モータ
４,９０４,１００４…回転軸
５…クランクピン
６…ピストン
７,９２５,１０２５…圧縮室
８…上端板
９…下端板
１１,９１１,１０１１…吸入管
１２,９１２,１０１２…吐出管
２０,９２０,１０２０…本体部
２１,２２…軸受
３０,１３０Ａ,２３０,９３０…上側ロータ
３１,５１,１３１,２３１,２５１,３３１,４３１,５３１,９３１,９５１,１０３１,１１３１…バックヨーク
３２,５３２Ａ,５３２Ｂ,６３２Ａ,６３２Ｂ,７３２Ａ,７３２Ｂ,８３２,１０３２,１１３２…永久磁石
３３,３３３,４３３,１０３３…磁性体板
３３b,１０３３b…スリット
４０,２４０,３４０,９４０,１０４０,１１４０…ステータ
５０,１３０Ｂ,２５０,９５０…下側ロータ
５１c,５１d,５１e,２３１c,２５１c,３３１a,９３１a,９５１a…貫通孔
６２,９８５,１０６２,１１６２…コイル
３３０,４３０,１０３０,１１３０…ロータ
【図１Ａ】
2008106694.tif 000003
【図１Ｂ】
2008106694.tif 000004
【図１Ｃ】
2008106694.tif 000005
【図２Ａ】
2008106694.tif 000006
【図２Ｂ】
2008106694.tif 000007
【図３Ａ】
2008106694.tif 000008
【図３Ｂ】
2008106694.tif 000009
【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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