(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電磁鋼板を積層し円柱形に形成された回転子鉄心と、
前記回転子鉄心に磁界を形成する永久磁石と、
前記回転子鉄心に設けられ前記永久磁石を内部に固定する磁石挿入穴と、
を備え、
前記磁石挿入穴は、
前記永久磁石を挿入する磁石挿入空間と、
前記永久磁石を挟持し支持する支持部と、
を有し、
前記磁石挿入空間は、前記回転子鉄心の軸方向の端部に磁石挿入口を有し、
前記支持部は、前記回転子鉄心の半径方向の中心側に前記磁石挿入空間へ開口した支持部入口を有し、
前記磁石挿入口から前記磁石挿入空間に挿入された前記永久磁石は、前記支持部入口から前記支持部に挟入され、挟持された回転子。
【請求項２】
前記支持部の前記永久磁石を挟持する部分の幅は、前記永久磁石の挟持される部分の幅より狭く、前記磁石挿入空間の幅は、前記永久磁石の幅より広い請求項１に記載の回転子。
【請求項３】
前記支持部は、前記回転子鉄心の半径方向の外周側に設けられた請求項２に記載の回転子。
【請求項４】
前記磁石挿入空間は、前記支持部より前記回転子鉄心の中心側に設けられた請求項３に記載の回転子。
【請求項５】
前記磁石挿入穴は、前記回転子鉄心の半径方向の外周側の第１の内周面と、前記回転子鉄心の半径方向の中心側の第２の内周面と、前記回転子鉄心の円周方向の第３の内周面および第４の内周面と、から構成され、
前記支持部に挟持された前記永久磁石は、前記第２の内周面との間に、隙間を形成している請求項４に記載の回転子。
【請求項６】
前記支持部は、前記永久磁石を前記回転子鉄心の円周方向に押圧する請求項５に記載の回転子。
【請求項７】
前記支持部は、前記磁石挿入穴の前記第３の内周面および前記第４の内周面の少なくとも一方に設けられた請求項６に記載の回転子。
【請求項８】
前記支持部は、前記第３の内周面あるいは前記第４の内周面から円周方向に突き出した凸部であって、
中央に設けられた穴と、前記第３の内周面あるいは前記第４の内周面から円周方向に突き出した薄肉部と、を有し、前記中央の穴が変形することによって、弾性力を発生させる請求項７に記載の回転子。
【請求項９】
前記支持部は、前記永久磁石を前記回転子鉄心の軸方向に押圧する請求項５に記載の回転子。
【請求項１０】
前記回転子鉄心は、
前記磁石挿入穴を構成する穴を備えた第１の電磁鋼板と、
前記磁石挿入穴を構成する穴と前記支持部とを備えた第２の電磁鋼板と、
を備え、
前記第２の電磁鋼板は、前記第１の電磁鋼板が積層された軸方向の端部に配置され、
前記第１の電磁鋼板の前記穴の軸方向の一部を塞ぐとともに、
前記支持部は、前記第１の電磁鋼板の前記穴の軸方向の一部を塞ぐ部分に設けられた請求項９に記載の回転子。
【請求項１１】
前記支持部は、前記第２の電磁鋼板から軸方向に突き出した凸部である請求項１０に記載の回転子。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれかに記載の回転子と、前記回転子の外側を囲む固定子と、を備えた電動機。
【請求項１３】
請求項１２に記載の電動機と、クランクシャフトにて前記電動機と接続された圧縮機構部と、前記電動機および前記圧縮機構部を収納した密閉容器と、を備えた密閉型圧縮機。
【請求項１４】
請求項１から１１のいずれかに記載の回転子において、
前記永久磁石の磁界と前記永久磁石に着磁を行う着磁装置の磁界との相互作用による磁気吸引力によって、前記磁石挿入空間に挿入された前記永久磁石を、前記磁石挿入穴内で、前記回転子鉄心の半径方向の外周側に移動させ、前記支持部に挟持させる回転子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、密閉型圧縮機の永久磁石埋め込み型電動機の磁石固定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
密閉型圧縮機は、電動機構部と、圧縮機構部と、から構成されている。例えば、電動機構部は、永久磁石埋め込み型電動機にて構成されている。永久磁石埋め込み型電動機は、積層電磁鋼板から構成され、密閉容器に焼嵌などにより固定される固定子と、固定子内に配置されるとともに、積層電磁鋼板から構成され、磁石挿入穴を有し、磁石挿入穴に永久磁石が挿入され保持された回転子と、から構成される。電動機構部と圧縮機構部とは、クランクシャフトによって、接続されている。クランクシャフトは、回転子の軸心に接続されるとともに、偏心部を有し、圧縮機構部内に配置されている。固定子には、巻線が施されており、電流を流すことにより回転磁界を発生する。固定子の回転磁界と回転子の永久磁石の吸引反発作用とにより、回転子が回転し、その回転運動がクランクシャフトに伝達され、圧縮機構部内でクランクシャフトの偏心部が回転する。すなわち、固定子に電流を流すことで、回転子とクランクシャフトとが回転し、圧縮機構部内で冷媒を圧縮する。【０００３】
密閉型圧縮機の永久磁石埋め込み型電動機では、起動時、脱調時、または、電動機の駆動制御の協調が取れていないとき等、固定子からの回転磁界と回転子の永久磁石との同期ずれから、磁石挿入穴の中で、永久磁石が移動し、永久磁石の振動音が発生する。そのため、永久磁石を、磁石挿入穴の中で移動しないように、固定している。（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２８９９０４号公報
【特許文献１】特開２００５−１３０６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の永久磁石埋め込み型電動機の磁石挿入穴内における永久磁石の固定方法は、磁石挿入穴の内面に予め弾性力を保持した支持部を設け、永久磁石を挿入したときに支持部の弾性力すなわち付勢力によって保持する。このとき、永久磁石は、最も動きやすい回転方向すなわち回転子の円周方向および半径方向に支持部を配置し固定することが多い。したがって、支持部は、永久磁石の外周面に回転子の円周方向および半径方向から付勢力を与えて固定している。
永久磁石を磁石挿入穴に挿入するときには、永久磁石の外周面に回転子の軸方向から荷重をかけるが、支持部は、常に永久磁石の外周面に回転子の円周方向および半径方向から付勢力を与えている。したがって、永久磁石を磁石挿入穴に挿入するときには、磁石挿入穴の内周面からの摩擦力や支持部の付勢力などの抗力に、打ち勝つ荷重にて挿入されるので、大きな挿入する荷重が必要である。挿入性を良くするため、支持部の付勢力を弱めると、磁石挿入穴内で、永久磁石が固定できず、振動音が発生する。そのため、永久磁石を磁石挿入穴に挿入するときには、永久磁石にかかる大きな荷重によって、永久磁石の割れや欠けが発生する場合があり、課題であった。対策として、永久磁石に別途加工を施すなどの不要な加工が必要であり、さらに課題であった。また、永久磁石を磁石挿入穴に挿入するときには、磁石挿入穴の抗力に打ち勝ちながら挿入するので、その荷重を発生させる設備投資、製造コストも大きいという課題があった。【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、回転子の磁石挿入穴の内周面に永久磁石の支持部を備え、永久磁石の磁石挿入穴への挿入時に、永久磁石は磁石挿入穴からの抗力を受けずに挿入することができ、永久磁石の割れや欠けを防止し、製造工程数や製造コストも抑制した回転子、電動機、および、密閉型圧縮機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る回転子は、複数の電磁鋼板を積層し円柱形に形成された回転子鉄心と、回転子鉄心に磁界を形成する永久磁石と、回転子鉄心に設けられ永久磁石を内部に固定する磁石挿入穴と、を備え、磁石挿入穴は、永久磁石を挿入する磁石挿入空間と、永久磁石を挟持し支持する支持部と、を有し、磁石挿入空間は、回転子鉄心の軸方向の端部に磁石挿入口を有し、支持部は、回転子鉄心の半径方向の中心側に磁石挿入空間へ開口した支持部入口を有し、磁石挿入口から磁石挿入空間に挿入された永久磁石は、支持部入口から支持部に挟入され、挟持されたものである。
【０００８】
この発明に係る電動機は、上記の回転子を備えたものである。【０００９】
この発明に係る密閉型圧縮機は、上記の電動機を備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係る回転子、電動機、および、密閉型圧縮機によれば、回転子の磁石挿入穴は、永久磁石を挿入する磁石挿入空間と、永久磁石を挟持し支持する支持部と、を有し、磁石挿入空間は、回転子鉄心の軸方向の端部に磁石挿入口を有し、支持部は、回転子鉄心の半径方向の中心側に磁石挿入空間へ開口した支持部入口を有し、磁石挿入口から磁石挿入空間に挿入された永久磁石は、支持部入口から支持部に挟入され、挟持されたので、永久磁石の磁石挿入穴への挿入時に、永久磁石は磁石挿入穴からの抗力を受けずに挿入することができる。そして、永久磁石には大きな荷重をかけずに、磁石挿入穴の中に挿入し固定できるので、永久磁石の割れ、欠けの防止や、製造工程数、製造コストの抑制ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の全体の説明図である。
【図２】この発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の電動機構部の断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１における電動機構部の回転子鉄心を構成する電磁鋼板の説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１における電動機構部の第１の電磁鋼板の磁石挿入穴を拡大した第１の説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１における電動機構部の第２の電磁鋼板の磁石挿入穴を拡大した第１の説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１における電動機構部の第１の電磁鋼板の磁石挿入穴を拡大した第２の説明図である。
【図７】この発明の実施の形態１における電動機構部の第２の電磁鋼板の磁石挿入穴を拡大した第２の説明図である。
【図８】この発明の実施の形態１における電動機構部の第１の電磁鋼板の磁石挿入穴を拡大した第３の説明図である。
【図９】この発明の実施の形態１における電動機構部の第２の電磁鋼板の磁石挿入穴を拡大した第３の説明図である。
【図１０】この発明の実施の形態１における電動機構部の回転子鉄心の磁石挿入穴を拡大した第１の説明図である。
【図１１】この発明の実施の形態１における電動機構部の回転子鉄心の磁石挿入穴を拡大した第２の説明図である。
【図１２】この発明の実施の形態１における電動機構部の回転子鉄心の磁石挿入穴を拡大した第３の説明図である。
【図１３】この発明の実施の形態１における電動機構部の永久磁石の着磁工程の第１の説明図である。
【図１４】この発明の実施の形態１における電動機構部の永久磁石の着磁工程の第２の説明図である。
【図１５】この発明の実施の形態１における電動機構部の永久磁石の着磁工程の第３の説明図である。
【図１６】この発明の実施の形態１における電動機構部の永久磁石の着磁工程の第４の説明図である。
【図１７】この発明の実施の形態１における電動機構部の永久磁石の着磁工程の第５の説明図である。
【図１８】この発明の実施の形態２における電動機構部の回転子鉄心を構成する電磁鋼板の説明図である。
【図１９】この発明の実施の形態２における電動機構部の第１の電磁鋼板の磁石挿入穴を拡大した第１の説明図である。
【図２０】この発明の実施の形態２における電動機構部の第２の電磁鋼板の磁石挿入穴を拡大した第１の説明図である。
【図２１】この発明の実施の形態２における電動機構部の第２の電磁鋼板の支持部の軸方向の断面図である。
【図２２】この発明の実施の形態２における電動機構部の第１の電磁鋼板の磁石挿入穴を拡大した第２の説明図である。
【図２３】この発明の実施の形態２における電動機構部の第２の電磁鋼板の磁石挿入穴を拡大した第２の説明図である。
【図２４】この発明の実施の形態２における電動機構部の第１の電磁鋼板の磁石挿入穴を拡大した第３の説明図である。
【図２５】この発明の実施の形態２における電動機構部の第２の電磁鋼板の磁石挿入穴を拡大した第３の説明図である。
【図２６】この発明の実施の形態２における電動機構部の回転子鉄心の磁石挿入穴を拡大した第１の説明図である。
【図２７】この発明の実施の形態２における電動機構部の回転子鉄心の磁石挿入穴を拡大した第２の説明図である。
【図２８】この発明の実施の形態２における電動機構部の回転子鉄心の磁石挿入穴を拡大した第３の説明図である。
【図２９】この発明の実施の形態２における電動機構部の永久磁石の着磁工程の第１の説明図である。
【図３０】この発明の実施の形態２における電動機構部の永久磁石の着磁工程の第２の説明図である。
【図３１】この発明の実施の形態２における電動機構部の永久磁石の着磁工程の第３の説明図である。
【図３２】この発明の実施の形態２における電動機構部の永久磁石の着磁工程の第４の説明図である。
【図３３】この発明の実施の形態２における電動機構部の永久磁石の着磁工程の第５の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、この発明を実施するための実施の形態１における密閉型の回転圧縮機を示す縦方向すなわちクランクシャフトの半径方向から見た断面図である。
【００１３】
圧縮機構部とその周囲の構成について、説明する。
図１に示すように、密閉型圧縮機１００は、密閉容器１の内部に圧縮機構部２と、圧縮機構部２の上方に電動機構部３と、が収納されて構成されている。密閉容器１の内部は、圧縮された冷媒ガスにて満たされるので、密閉容器１は、機密性、耐熱性、強度が要求される容器である。密閉容器１は、上部容器１１と下部容器１２とで、構成されている。電動機構部３と圧縮機構部２とは、クランクシャフト４にて連結され、圧縮機構部２は電動機構部３によって駆動される。
【００１４】
クランクシャフト４は、主軸部４１と副軸部４２と偏芯軸部４３とから構成され、軸方向に主軸部４１、偏心軸部４３、副軸部４２の順に設けられている。すなわち、偏芯軸部４３の軸方向の一方に主軸部４１が、偏芯軸部４３の軸方向のもう一方に副軸部４２が、設けられている。主軸部４１、副軸部４２、偏芯軸部４３は、それぞれ、ほぼ円柱状の形状をしており、主軸部４１と副軸部４２の軸の中心が一致するように、すなわち同軸に設けられている。一方、偏芯軸部４３の軸の中心は、主軸部４１、副軸部４２の軸の中心からずらされて設けられている。主軸部４１、副軸部４２が軸の中心を中心に回転すると、偏芯軸部４３は偏芯回転をする。偏心軸部４３には円筒状の形状のローリングピストン２１が摺動自在に装着されている。
【００１５】
圧縮機構部２は、シリンダ２２、主軸受２３、副軸受２４などから構成されている。
シリンダ２２には、ほぼ円筒形で、軸方向の両端が開口された内部空間が設けられている。内部空間の軸方向両端の開口部は、それぞれ、主軸受２３および副軸受２４にて閉塞されている。シリンダ２２の内部空間には、クランクシャフト４の偏芯軸部４３とローリングピストン２１とが収納されている。シリンダ２２には、その内部空間の半径方向に溝が設けられており、溝内を半径方向に往復運動する図示しないベーンが備えられている。ベーンは、その一端がローリングピストン２１の外周面に当接され、ローリングピストン２１の外径側の外周面とシリンダ２2の内部空間の内周面とによって形成される空間を２つに分けている。これにより、シリンダ２２内に、冷媒ガスを圧縮する圧縮室が形成される。
【００１６】
密閉容器１に隣接して、冷媒音を消音する役割を有する吸入マフラ１０１が設けられている。吸入マフラ１０１は吸入連結管５によりシリンダ２２に連結する。吸入連結管５の一端は、吸入マフラ１０１内に開口し、他端は、シリンダ２２に形成された圧縮室に開口する吸入口に接続されている。吸入マフラ１０１、吸入連結管５から吸入される冷媒ガスは、吸入口を介して、シリンダ２２に形成された圧縮室に吸入される。
【００１７】
主軸受２３には、クランクシャフト４の主軸部４１を挿通する軸受孔が設けられている。主軸受２３は、その軸受孔に挿通された主軸部４１を支持することで、クランクシャフト４を回転自在に支持する。
同様に、副軸受２４には、クランクシャフト４の副軸部４２を挿通する軸受孔が設けられている。副軸受２４は、その軸受孔に挿通された副軸部４２を支持することで、クランクシャフト４を回転自在に支持する。
【００１８】
主軸受２３には、冷媒音の消音を目的に吐出マフラ２５が取り付けられている。主軸受２３と吐出マフラ２５との間には、第１の吐出空間であるマフラ室が形成されている。主軸受２３には、図示しない吐出口が設けられており、シリンダ２２に形成された圧縮室と連通している。圧縮室にて圧縮された冷媒ガスは、この吐出口を介して吐出マフラ２５のマフラ室内に吐出される。この吐出口は、通常、図示しない吐出弁にて、閉塞されている。圧縮室内の冷媒ガスが、所定の圧力に達したところで、吐出弁は、吐出口を開口する。
吐出マフラ２５の上部には、開口部２５ａが設けられており、マフラ室内の冷媒ガスは開口部２５ａを介して、密閉容器１内に放出される。
【００１９】
密閉容器１の上部すなわち上部容器１１には、吐出管６が取り付けられている。密閉容器１内に放出された冷媒ガスは、吐出管６を介して、密閉容器１の外部に、冷媒ガスを吐出する。
【００２０】
圧縮機構部２の動作について、簡単に説明する。
まず、吸入マフラ１０１、吸入連結管５、吸入口を介して、シリンダ２２に形成された圧縮室に冷媒ガスが吸入される。圧縮室では、ローリングピストン２１、すなわち、偏芯軸部４３が、偏芯軸部４３の偏芯回転により、シリンダ２２の内部空間を移動して、吸入口との連通が断たれる。さらに、ローリングピストン２１が偏芯回転していくと、圧縮室の容積が縮小し、吸入した冷媒ガスを圧縮する。ローリングピストン２１の偏芯回転が進むにしたがって、圧縮室は吐出口と連通する。圧縮室と吐出口が連通し、冷媒ガスが所定の圧力に到達すると、吐出口を閉塞している吐出弁が開口する。吐出口が開口すると、圧縮室内の冷媒ガスは、吐出口を介して、吐出マフラ２５のマフラ室内に吐出される。ローリングピストン２１が偏芯回転していくと、吐出ポートとの連通が断たれ、再び、吸入ポートと連通される。これが繰り返されることによって、圧縮機構部２は、冷媒ガスを吸入、圧縮、吐出を行う。一連の動作は、ローリングピストン２１がシリンダ２２の内部空間内を一回転する間に行われる。
【００２１】
密閉型圧縮機１００の外部には、熱交換器や膨張弁などから構成される冷凍回路が設けられており、密閉型圧縮機１００から吐出された冷媒ガスが、冷凍回路を循環して、再び、密閉型圧縮機１００に戻るように接続されている。すなわち、圧縮機構部２にて、圧縮された冷媒ガスは、吐出管６から密閉容器１の外に吐出され、冷凍回路を循環し、吸入マフラ１０１および吸入連結管５を経由して、圧縮機構部２に吸入される。このように構成されている。
【００２２】
なお、圧縮機構部２の構成と動作とは、図１に示したロータリ型圧縮機を例に説明したが、本願における電動機構部３の電動機は、ロータリ型圧縮機に限定されるものではなく、スクロール型、レシプロ型、いずれの機構であっても構わない。ローリングピストンとベーンとは、別体であり、当接される構成を説明してきたが、これは、一体型であっても、構わない。また、圧縮機構部２と電動機構部３と配置についても、必ず、圧縮機構部２の上方に電動機構部３が配置される構成でなくても構わない。すなわち、上下逆であっても、横向きの配置で、左右に並んでいる構成であっても、構わない。これら、圧縮機構部２の構成は、一例であって、本願の特徴は、これらの構成に限られるものではない。
【００２３】
ローリングピストン２１およびクランクシャフト４は、電動機構部３すなわち電動機によって、回転させられる。
電動機構部３の構成について、説明する。図２は、密閉型圧縮機１００を電動機構部３の部分にて、クランクシャフト４に対して垂直な平面にて切断した断面図である。電動機構部３の構成は、図１と図２とを使用して、説明していく。
電動機構部３は、回転子３１と、その回転子３１の外側を囲むように設けられた固定子３２と、から構成される。
回転子３１は、回転子３１の中心軸上に、軸方向に貫通するシャフト穴３１ｂが設けられている。回転子３１のシャフト穴３１ｂには、クランクシャフト４の主軸部４１が挿通され、焼嵌などにより、固定されている。
固定子３２は、密閉容器１内に挿入され、焼嵌などにより、密閉容器１の内周面に固定されている。すなわち、固定子３２の半径方向の外周面と密閉容器１の内周面とが接して、固定されている。
【００２４】
固定子３２は、図２のように、全体が円筒形であり、内側の回転子３１とは、０．３ｍｍから１．０ｍｍ程度の空隙を持って、設置されている。固定子３２は、薄板状の電磁鋼板をクランクシャフト４の軸方向に積み重ねた固定子鉄心３２ａから構成されている。
【００２５】
固定子鉄心３２ａは、外縁の円筒形部分を構成するバックヨーク３２ｂと、バックヨーク３２ｂの内側に設けられた複数の磁極歯すなわちティース３２ｃと、から構成される。ティース３２ｃは、固定子鉄心３２ａの中心軸、すなわち、クランクシャフト４に向かって延伸している。その先端は、回転子３１の外周面と対向するように、逆円弧状に広がっている。ティース３２ｃとティース３２ｃとの間には、固定子巻線３７が占有するスロット３２ｄが形成される。
図２は、ティース３２ｃごとに、バックヨーク３２ｂにて分離して、形成し、固定子巻線３７を巻き回した後、成形品を、バックヨーク３２ｂにて、円環状につなぎ合わせて、固定子鉄心３２ａ、すなわち、固定子３２を形成したものである。これは、製造方法の一例であって、本願の特徴は、この方法に限られるものではない。
【００２６】
ティース３２ｃには、図１のように、絶縁部材３８を介して、固定子巻線３７が巻き回されている。ティース３２ｃに固定子巻線３７が巻き回され、磁極を形成する。
【００２７】
固定子巻線３７は、芯線と、芯線を覆う少なくとも１層の被膜とからなる。被膜の材質は、絶縁性の材質であり、ＡＩ（アミドイミド）／ＥＩ（エステルイミド）である。芯線の材質は、銅、アルミニウム、または、導通性のある合金である。固定子３２は、固定子巻線３７に電流を流すことによって、ティース３２ｃごとに磁束を発生する。
【００２８】
絶縁部材３８は、主に鉄で構成された固定子鉄心３２ａと、銅で構成された固定子巻線３７とを絶縁する。絶縁部材３８の材質は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などが使用される。
【００２９】
絶縁部材３８は、固定子巻線３７の末端である端末部を拘束する拘束部が設けられている。絶縁部材３８が固定子鉄心３２ａに装着された状態では、拘束部はティース３２ｃとつながるバックヨーク３２ｂの軸方向の端面に配置される。拘束部には拘束溝が設けられている。拘束溝には、ティース３２ｃに巻き回された固定子巻線３７の端末の一方が拘束される。固定子巻線３７の端末のもう一方は、固定子巻線３７の端末の一方が拘束された拘束部とは、別の拘束部の拘束溝に拘束される。これにより、ティース３２ｃに巻き回された固定子巻線３７の端末は、拘束部に係止される。
なお、拘束部の拘束溝には、固定子巻線３７以外に、渡り線やリード線３９も、拘束される。
【００３０】
拘束部には、圧接端子が組み込まれる。圧接端子にも、溝が設けられており、その溝が、それぞれの線を挟みこむ構造となっている。圧接端子は、導電性のある金属でできている。そして、固定子巻線３７、渡り線、リード線３９を、電気的に接続する。すなわち、固定子巻線３７は、拘束部と、拘束部に組み込まれる圧接端子とを介して、渡り線、リード線３９と接続される。
【００３１】
渡り線は、異なるティース３２ｃに巻き回された固定子巻線３７どうしを接続する線である。例えば、複数の固定子巻線３７を直列あるいは並列に接続したり、複数の固定子巻線３７の端末を接続し、中性点を形成させたりする。
【００３２】
リード線３９は、密閉容器１の外部の電源に接続する接続端子と固定子巻線３７とを接続するための導線である。リード線３９の一端は絶縁部材３８の拘束部に拘束される。もう一端には、端子３９ａが取り付けられており、端子３９ａは、接続端子７と接続される。
接続端子７は、密閉容器１の上部容器１１に設けられた端子で、密閉容器１の内外を電気的に接続する。これにより、絶縁部材３８の拘束部に拘束された固定子巻線３７および渡り線を、リード線３９、端子３９ａ、接続端子７を介して、外部の電源装置とつなぎ、電気的に導通させる。
なお、接続端子７は、下部容器１２に設けられていても構わない。
【００３３】
接続端子７は、密閉型圧縮機１００の外部に設けられた電源、例えば、インバータ装置などに接続される。この電源から、電動機構部３に通電され、電動機構部３が動作する。すなわち、固定子３２が磁束を発生し、回転子３１が回転運動を行う。そして、クランクシャフト４を介して、圧縮機構部２を駆動する。
【００３４】
回転子３１は、図２のように、円柱形であり、クランクシャフト４の主軸部４１に固定されている。回転子３１は、薄板状の電磁鋼板をクランクシャフト４の軸方向に積み重ねた回転子鉄心３１ａから構成されている。回転子鉄心３１ａを構成する電磁鋼板は、電磁鋼板を一定の形状に打ち抜き、複数枚、軸方向に積み重ね、積み重ねた電磁鋼板どうしは、かしめまたは溶接により固定されている。その中心にはシャフト穴３１ｂが設けられており、シャフト穴３１ｂにはクランクシャフト４の主軸部４１が挿通され、焼嵌などにより、固定されている。
【００３５】
回転子鉄心３１ａは、シャフト穴３１ｂを囲むように、軸方向に貫通する磁石挿入穴３１ｃが設けられている。磁石挿入穴３１ｃは直方体状の穴であり、軸方向に開口し、４面の内周面から構成される。その磁石挿入穴３１ｃには、平板形状の希土類などから形成された永久磁石３３が挿入され、固定されている。磁石挿入穴３１ｃおよび永久磁石３３は、一般的に、偶数個、備えられ、回転子鉄心３１ａの半径方向の外周部、すなわち、回転子鉄心３１ａの中心と反対側の近傍に設けられている。
永久磁石３３は磁束を発生し、回転子鉄心３１ａすなわち回転子３１に磁界を形成する。
【００３６】
回転子鉄心３１ａの上部には、図１のように、上部バランスウェイト３４ａ、下部には下部バランスウェイト３４ｂが設けられている。上部バランスウェイト３４ａ、下部バランスウェイト３４ｂは、クランクシャフト４の偏芯軸部４３が偏芯回転するときの荷重を打ち消すため、設けられている。さらに、上部バランスウェイト３４ａ、下部バランスウェイト３４ｂは、磁石挿入穴３１ｃの軸方向の開口部を閉塞するので、永久磁石３３の飛散も防止する。上部バランスウェイト３４ａと下部バランスウェイト３４ｂと回転子鉄心３１ａとは、リベット３５によって固定されている。回転子鉄心３１ａ、上部バランスウェイト３４ａ、下部バランスウェイト３４ｂには、軸方向に貫通するリベット穴が設けられ、そのリベット穴に、リベット３５が挿入され、固定される。なお、クランクシャフト４の偏芯軸部４３が偏芯回転するときの荷重が小さく、打ち消す必要が無い場合には、上部バランスウェイト３４ａ、下部バランスウェイト３４ｂの代わりに、端板が取り付けられても構わない。端板が、磁石挿入穴３１ｃの軸方向の開口部を閉塞し、永久磁石３３の飛散を防止する。
【００３７】
また、回転子鉄心３１ａには、軸方向に連通する連通孔３６が設けられている。連通孔３６は、圧縮機構部２から吐出された冷媒ガスを、通過させるためのものである。すなわち、圧縮機構部２から吐出された冷媒ガスは、連通孔３６を通過して、吐出管６へ送り出される。
なお、連通孔３６以外にも、回転子３１と固定子３２との隙間や、固定子３２の隙間、固定子３２と密閉容器１との隙間を介して、圧縮機構部２から吐出された冷媒ガスは、吐出管６へ送り出される。
【００３８】
ところで、回転子３１の磁石挿入穴３１ｃには、その内壁に支持部が設けられている。具体的には、磁石挿入穴３１ｃの中心を向いた付勢力を有する凸部すなわち突起で構成されている。その凸部は、磁石挿入穴３１ｃの内周面に複数設けられ、永久磁石３３に接して、永久磁石３３を磁石挿入穴３１ｃの適切な位置に固定している。また、支持部は、付勢力を有しており、永久磁石３３の外周面を押圧し、固定している。
永久磁石３３は、組立時に、磁石挿入穴３１ｃの軸方向の開口部から挿入される。そのとき、永久磁石３３には磁石挿入穴３１ｃの内周面との摩擦力や支持部の付勢力がかかる。これらの抗力に、打ち勝つ荷重にて、挿入するため、大きな挿入する荷重が必要である。この荷重が大きすぎると、永久磁石３３の割れや欠けなどの破損が発生する。永久磁石３３の破損を避け、挿入性を良くするため、付勢力を弱めると、磁石挿入穴３１ｃ内で、永久磁石３３が適正な位置で固定できない課題や、回転子３１の回転運動中に、永久磁石３３を磁石挿入穴３１ｃ内の適正な位置に固定しておくことができない課題がある。その結果、電動機構部３から振動音が発生する。強いては、回転子３１に適正は磁束分布が形成されず、電動機構部３の発生トルクは低下し、効率も低下する。
なお、電動機構部３は、密閉容器１内に設けられているので、組立後は、永久磁石３３の位置を修正などの作業はできない。
対策として、永久磁石３３の破損を防止するため、永久磁石３３に別途加工を施すなどの不要な加工が必要である。
そこで、本願では、永久磁石３３を、荷重をかけずに磁石挿入穴３１ｃへ挿入し、挿入後、支持部によって固定できるようにした。
具体的な構成は、図３にて説明していく。
【００３９】
図３は、回転子鉄心３１ａを構成する薄板状の電磁鋼板５１、５４を説明する図である。回転子鉄心３１ａは、ほぼ円形の電磁鋼板５１、５４の少なくとも２種類の薄板をクランクシャフト４の軸方向に積み重ねて構成されている。
第１の電磁鋼板５１および第２の電磁鋼板５４には、その板の中心にシャフト穴３１ｂを構成する穴５２、５５が設けられている。同様に、第１の電磁鋼板５１および第２の電磁鋼板５４には、磁石挿入穴３１ｃを構成する穴５３、５６が、板の中心すなわちシャフト穴３１ｂを構成する穴５２、５５に対して外縁側に複数個設けられている。そして、磁石挿入穴３１ｃを構成する穴５３、５６は、シャフト穴３１ｂを構成する穴５２、５５を囲むように配置されている。
【００４０】
図４は、第１の電磁鋼板５１のＰの部分、すなわち穴５３のうちの一つを拡大したものである。第１の電磁鋼板５１の穴５３は長方形状の穴で、その穴５３の長辺５３ａ、５３ｂは第１の電磁鋼板５１の半径と直交する向きに配置され、第１の長辺５３ａは第１の電磁鋼板５１の外縁側、第２の長辺５３ｂは中心側に配置されている。短辺５３ｃ、５３ｄは、第１の電磁鋼板５１の半径方向に配置されている。
【００４１】
図５は、第２の電磁鋼板５４のＱの部分、すなわち穴５６のうちの一つを拡大したものである。第２の電磁鋼板５４の穴５６も長方形状の穴で、その穴５６の長辺５６ａ、５６ｂは第２の電磁鋼板５４の半径と直交する向きに配置され、第１の長辺５６ａは第２の電磁鋼板５４の外縁側、第２の長辺５６ｂは中心側に配置されている。短辺５６ｃ、５６ｄは、第２の電磁鋼板５４の半径方向に配置されている。
第２の電磁鋼板５４の穴５６の短辺５６ｃ、５６ｄには、支持部５７、５８が設けられている。また、支持部５７、５８は、第２の電磁鋼板５４の半径方向の外縁側、すなわち、穴５６の第１の長辺５６ａ側に、設けられている。すなわち、支持部５７、５８は、磁石挿入穴３１ｃを構成する第２の電磁鋼板５４の穴５６において、短辺５６ｃ、５６ｄ、かつ、シャフト穴３１ｂを構成する穴５５とは反対側の第１の長辺５６ａ側に設けられている。
また、支持部５７、５８は、対向する位置に配置されている。
【００４２】
第１の支持部５７は、穴５６の第１の短辺５６ｃに対向する第２の短辺５６ｄの方向に突き出した凸部であり、凸部の中央に設けられた小径の穴５７ａと、その小径の穴５７ａと磁石挿入穴３１ｃを構成する穴５６とに挟まれた薄肉部５７ｂと、にて構成される。薄肉部５７ｂは、穴５６の短辺５６ｄに向かって突き出している。
同様に、第２の支持部５８も、穴５６の第２の短辺５６ｄに対向する第１の短辺５６ｃの方向に突き出した凸部であり、凸部の中央に設けられた小径の穴５８ａと、その小径の穴５８ａと磁石挿入穴３１ｃを構成する穴５６とに挟まれた薄肉部５８ｂと、にて構成される。薄肉部５８ｂは、穴５６の短辺５６ｃに向かって突き出している。
穴５７ａ、５８ａは、円形であっても、円形とは異なる形状であっても構わない。薄肉部５７ｂの穴５７ａと穴５６とを結ぶ最短距離は、穴５７ａの直径より小さい。薄肉部５８ｂの穴５８ａと穴５６とを結ぶ最短距離も、穴５８ａの直径より小さい。
穴５７ａ、５８ａの直径は、任意であるが、少なくとも、短辺５６ｃ、５６ｄより小さい。
なお、短辺５６ｃ、５６ｄは、支持部５７、５８を含めて、短辺５６ｃ、５６ｄと称し、支持部５７、５８を含まない短辺５６ｃ、５６ｄの部分は、短辺５６ｅ、５６ｆとする。
【００４３】
永久磁石３３は、第１の支持部５７と第２の支持部５８の間に挟持され、固定される。第１の支持部５７と第２の支持部５８との間の寸法は、永久磁石３３の長辺の寸法より、小さく形成されているが、永久磁石３３が挟持されるとき、小径の穴５７ａ、５８ａが変形することで、拡大する。
一方、小径の穴５７ａ、５８ａは、復元力があり、元に戻る方向に、弾性力が働く。すなわち、第１の支持部５７と第２の支持部５８とは、互いに対向する方向に、弾性力である付勢力が働き、薄肉部５７ｂ、５８ｂが挟持された永久磁石３３を押圧し続ける。これにより、永久磁石３３は、第１の支持部５７と第２の支持部５８との間に固定されることになる。
【００４４】
図６は、第１の電磁鋼板５１の穴５３に永久磁石３３が挿入されたときの穴５３に対する永久磁石３３の配置を表した図である。同様に、図７は、第２の電磁鋼板５４の穴５６に永久磁石３３が挿入されたときの穴５６に対する永久磁石３３の配置を表した図である。ただし、永久磁石３３は、第１の支持部５７と第２の支持部５８との間に挟持されていない。
永久磁石３３は、穴５３、５６に挿入された時点では、第１の電磁鋼板５１、第２の電磁鋼板５４の中心側、すなわち、穴５３、５６の長辺５３ｂ、５６ｂ側であって、短辺５６ｅと５６ｆとの間に配置される。永久磁石３３と、穴５３、５６の長辺５３ａ、５６ａとは、離れており、その間には隙間形成されている。また、永久磁石３３と、穴５３の短辺５３ｃ、５３ｄと、穴５６の短辺５６ｃ、５６ｄとの間にも、隙間が形成されている。
なお、永久磁石３３と、穴５３、５６の長辺５３ｂ、５６ｂとの間も、永久磁石３３の挿入時の摩擦となるので、接していないことが望ましい。
【００４５】
そのため、穴５３の軸方向に直交する面積は、穴５６の軸方向に直交する面積とほぼ同じ大きさであるが、永久磁石３３の回転子鉄心３１ａの軸方向と直交する断面積より大きくなっている。
【００４６】
また、穴５３の短辺５３ｃ、５３ｄの寸法をＡ、穴５６の支持部５７、５８の寸法をＢ、支持部５７、５８を含まない短辺５６ｅ、５６ｆの寸法をＣ、とする。また、永久磁石３３の短辺の寸法Ｄ、とすると、Ａ≒Ｂ＋Ｃであるが、Ａ＞Ｄ≧Ｃとなっている。
【００４７】
さらに、穴５３の長辺５３ａ、５３ｂの寸法をＥ、穴５６の長辺５６ａ、５６ｂの寸法をＦ、第１の支持部５７と第２の支持部５８との間の寸法をＧ、永久磁石３３の長辺の寸法をＨとすると、Ｅ≒Ｆであるが、Ｆ＞Ｈ＞Ｇとなる。
【００４８】
図８は、永久磁石３３が、第１の支持部５７と第２の支持部５８との間に挟持されたときの第１の電磁鋼板５１の穴５３に対する永久磁石３３の配置を表した図である。図９は、永久磁石３３が、第１の支持部５７と第２の支持部５８との間に挟持されたときの第２の電磁鋼板５４の穴５６に対する永久磁石３３の配置を表した図である。
永久磁石３３が、第１の支持部５７と第２の支持部５８との間に挟持されると、永久磁石３３は、第１の電磁鋼板５１、第２の電磁鋼板５４の中心と反対側の半径方向の外縁側に配置される。すなわち、穴５３、５６の長辺５３ａ、５６ａ側に配置される。永久磁石３３と、穴５３、５６の長辺５３ｂ、５６ｂとは離れ、その間には隙間形成される。また、永久磁石３３と、穴５３の短辺５３ｃ、５３ｄとの間にも、隙間形成されている。一方、永久磁石３３は、穴５６の短辺５６ｃ、５６ｄ、すなわち、第１の支持部５７の薄肉部５７ｂおよび第２の支持部５８の薄肉部５８ｂと、接する配置となる。
第１の支持部５７と第２の支持部５８との間の寸法をＧは、永久磁石３３の長辺の寸法をＨまで、広げられることになる。
【００４９】
以上のような構成の電磁鋼板５１、５４をクランクシャフト４の軸方向に、それぞれ任意の枚数ごと積み重ねることで、回転子鉄心３１ａを構成する。例えば、図１０は、第１の電磁鋼板５１と第２の電磁鋼板５４とを交互に重ねたときの回転子鉄心３１ａの構成を説明する図であり、図の上方は、回転子鉄心３１ａを軸方向から見たもので、下方は、上方の図のＸ−Ｘ’の面、すなわち、第１の支持部５７と第２の支持部５８とを通る軸方向の面で、切断したときの断面図である。
【００５０】
磁石挿入穴３１ｃは、回転子鉄心３１ａの半径方向の外周側の第１の内周面５９ａと、回転子鉄心３１ａの半径方向の中心側の第２の内周面５９ｂと、回転子鉄心３１ａの円周方向の第３の内周面５９ｃ、第４の内周面５９ｄと、の４面から構成される。そして、第１の内周面５９ａは、電磁鋼板５１の穴５３の第１の長辺５３ａおよび電磁鋼板５４の穴５６の第１の長辺５６ａから構成される。第２の内周面５９ｂは、電磁鋼板５１の穴５３の第２の長辺５３ｂおよび電磁鋼板５４の穴５６の第２の長辺５６ｂから構成される。第３の内周面５９ｃは、電磁鋼板５１の穴５３の第１の短辺５３ｃおよび電磁鋼板５４の穴５６の第２の短辺５６ｃから構成される。第４の内周面５９ｄは、電磁鋼板５１の穴５３第２の短辺５３ｄおよび電磁鋼板５４の穴５６の第２の短辺５６ｄから構成されている。
【００５１】
支持部５７、５８は、磁石挿入穴３１ｃの回転子鉄心３１ａの円周方向の内周面５９ｃ、５９ｄに配置される。そして、支持部５７、５８は、内周面５９ｃ、５９ｄから円周方向に突き出して配置される。すなわち、支持部５７は、第４の内周面５９ｄに向かって、支持部５８は、第３の内周面５９ｃに向かって、突き出すように配置される。すなわち、支持部５７、５８は、対抗するように配置される。また、支持部５７、５８は、磁石挿入穴３１ｃの中で、磁石挿入穴３１ｃの回転子鉄心３１ａの中心とは反対側すなわち回転子鉄心３１ａの半径方向の外周側に設けられている。
【００５２】
また、磁石挿入穴３１ｃの支持部５７、５８の突き出した先端より回転子鉄心３１ａの中心側すなわち第２の内周面５９ｂ側には、永久磁石３３を挿入する磁石挿入空間５９ｅが形成されている。その磁石挿入空間５９ｅの軸方向は開口しており、磁石挿入口５９ｆを形成している。そして、支持部５７、５８の回転子鉄心３１ａの半径方向の中心側すなわち磁石挿入空間５９ｅ側には、磁石挿入空間５９ｅに開口し、磁石挿入空間５９ｅとつながり、永久磁石３３を支持部５７と５８との間へ挟入させる支持部入口５９ｇが形成されている。
【００５３】
なお、図１０は、一例であり、電磁鋼板５１、５４の積み重ね方、枚数によって、支持部５７、５８の数と配置が変えられる。支持部５７、５８が多くなると、付勢力が大きくなり、しっかり固定される。しかしながら、支持部５７と５８との間に挿入する荷重も大きくなり、作業性が悪くなる。また、永久磁石３３と回転子鉄心３１ａとの接触面積が増加すると、漏れ磁束の影響から、永久磁石３３は減磁し易くなる。よって、電磁鋼板５１、５４の任意の枚数ごとの積み重ねの組合せを選択して、所望の条件となるよう調整する。
【００５４】
図１１は、永久磁石３３は磁石挿入口５９ｆから磁石挿入空間５９ｅに挿入されたところである。永久磁石３３は、磁石挿入穴３１ｃの内周面５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄおよび支持部５７、５８とは、接触することなく、磁石挿入空間５９ｅに挿入することができるので、挿入に対し抗力が発生されることなく、スムーズに磁石挿入空間５９ｅに挿入することができる。
磁石挿入空間５９ｅに挿入された永久磁石３３は、磁石挿入穴３１ｃの中で、回転子鉄心３１ａの半径方向の外周側に移動することで、支持部５７、５８に挟持される。すなわち、支持部５７、５８は、磁石挿入空間５９ｅ側から支持部入口５９ｇを介して永久磁石３３が挟入されることで、挟持し、支持する。
図１２は、永久磁石３３が支持部５７、５８に挟持し、支持されたところである。なお、永久磁石３３の外周面と磁石挿入穴３１ｃの第２の内周面５９ｂとの間、全面には、磁石背面隙間５９ｈが形成される。
【００５５】
第１の支持部５７と第２の支持部５８との間の幅について、説明したが、図１１、１２からわかるように、第１の支持部５７と第２の支持部５８との間すなわち永久磁石３３を挟持する幅は、永久磁石３３の幅より狭い。また、第１の支持部５７と第２の支持部５８との幅は、磁石挿入空間５９ｅの幅より狭い。しかし、磁石挿入空間５９ｅのいずれの方向の幅も、永久磁石３３のいずれの幅より、広い。
【００５６】
なお、本願の実施の形態１．の構造にて、支持部入口５９ｇを介さず、直接、回転子鉄心３１ａの軸方向から磁石挿入穴３１ｃの支持部５７と５８との間に挟入しようとすると、支持部５７、５８は、回転子鉄心３１ａの軸方向に変形し、永久磁石３３を挟持できなくなる。さらに、支持部５７、５８は、回転子鉄心３１ａの軸方向には、復元力は持っていないので、変形したままとなる。また、永久磁石３３に対して、付勢力も発生しない。よって、永久磁石３３を固定できない。支持部５７、５８に、変形しない程度の剛性を持たせると、従来の支持部と変わらず、永久磁石３３の挿入時に、大きな抗力を発生するので、永久磁石３３に過度の荷重がかかり、損傷することになる。
【００５７】
次に、回転子鉄心３１ａの磁石挿入穴３１ｃに永久磁石３３を固定する方法について説明する。具体的には、永久磁石３３を着磁するときの着磁の磁力を利用して、支持部５７と５８との間に永久磁石３３を押し込み、固定する。
【００５８】
まず初めに、図１３のように、電磁鋼板５１、５４にて形成された回転子鉄心３１ａの磁石挿入穴３１ｃの磁石挿入空間５９ｅに着磁されていない永久磁石の素体３３ａを挿入する。図１３の右側の図は、支持部５８付近を拡大した図である。以下、図１４〜１７も同じである。
【００５９】
永久磁石の素体３３ａは磁石挿入空間５９ｅの開口部である磁石挿入口５９ｆから磁石挿入空間５９ｅに挿入される。磁石挿入空間５９ｅには、永久磁石の素体３３ａの各面と接触する構造物は無い、つまり、磁石挿入穴３１ｃの内周面５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄおよび支持部５７、５８とは、接触することなく、挿入できるので、永久磁石の素体３３ａは、軸方向から抗力は無く磁石挿入穴３１ｃに挿入することができる。
支持部５７、５８は、磁石挿入穴３１ｃの回転子鉄心３１ａの半径方向の外周側、すなわち、回転子鉄心３１ａの中心とは反対側に設けられているので、永久磁石の素体３３ａは、支持部５７、５８と接触しても挟持はできていない。
【００６０】
次に、図１４のように、永久磁石の素体３３ａに着磁するため、回転子３１の外側に設置された着磁コイル２００によって、回転子３１の半径方向の外周側から着磁磁界を印加する。例えば、Ｓ極の着磁磁界を回転子３１に加えると、永久磁石の素体３３ａは、着磁磁界を印加している側、すなわち、半径方向の外周側がＮ極、回転子３１の中心側がＳ極となるように、永久磁石の素体３３ａの原子の磁気モーメントの向きが揃えられる。これによって、永久磁石の素体３３ａは磁化され、永久磁石３３ｂとなる。
【００６１】
ここで、図１５のように、一旦、着磁磁界の印加を止める。永久磁石の素体３３ａは、強磁性体なので、着磁磁界がなくなっても、残留磁化が生じ、永久磁石３３ｂの極性は保持される。
【００６２】
続いて、図１６のように、再度、着磁コイル２００によって、回転子３１の半径方向の外周側から着磁磁界を印加し、永久磁石３３ｂに再着磁する。すなわち、図１４の段階で、磁気モーメントの向きが揃わなかった原子に対して、磁気モーメントの向きを再び揃え、残留磁化の量を増加させる。これによって、永久磁石３３ｃとなる。
このとき、永久磁石３３ｂの持つ磁界と着磁コイル２００の着磁磁界の相互作用によって、永久磁石３３ｂを回転子鉄心３１ａの半径方向の外周側に引き寄せる磁気吸引力Ｆ１が働く。この磁気吸引力Ｆ１よって、永久磁石３３ｂは磁石挿入穴３１ｃの回転子鉄心３１ａの半径方向の外周側すなわち第１の内周面５９ａ側に引き寄せる。その結果、支持部５７と５８との間に押し込まれる。すなわち、支持部入口５９ｇを介して、支持部５７と５８との間に挟入される。支持部５７、５８は、変形と、弾性力を発生する。すなわち、支持部５７、５８から永久磁石３３ｃに向かって付勢力Ｆ２が発生し、永久磁石３３ｃを挟持する。そして、支持部５７、５８は、永久磁石３３ｃを回転子鉄心３１ａの円周方向から押圧し、支持される。すなわち、永久磁石３３ｃは磁石挿入穴３１ｃの中で固定される。
【００６３】
最後に、着磁磁界の印加を止めたとき、磁気吸引力Ｆ１は減少するが、図１７のように、支持部５７、５８の付勢力Ｆ２によって、永久磁石３３ｃを挟持され固定された状態を維持する。
【００６４】
以上によって、磁石挿入穴３１ｃの所定の位置に永久磁石３３を固定することができる。なお、永久磁石３３と永久磁石３３ｃは同じものを示している。
【００６５】
なお、磁石挿入穴３１ｃに永久磁石３３が固定されると、磁石挿入穴３１ｃの回転子鉄心３１ａの中心側の第２の内周面５９ｂと永久磁石３３の回転子鉄心３１ａの中心側の外周面との間には、磁石背面隙間５９ｈが形成される。
【００６６】
また、図１３と図１４との工程の間に、永久磁石の素体３３ａを磁石挿入穴３１ｃに挿入した回転子鉄心３１ａの軸方向の両端に端板やバランスウェイト３４ａ、３４ｂとを装着し、固定する工程があるが、この説明では省略した。端板とバランスウェイト３４ａ、３４ｂとによって、回転子鉄心３１ａの磁石挿入穴３１ｃの開口部は塞がれる。そして、回転子３１が回転したとき、永久磁石３３の飛散を防止する。
【００６７】
以上をまとめると、電動機構部の回転子の磁石挿入穴において、回転子の円周方向すなわち回転子の半径と直交する方向であって、回転子の半径方向の外周側すなわち回転子の中心とは反対側に、支持部を設けるとともに、支持部より回転子の中心側に、永久磁石を挿入できる磁石挿入空間を設けた。そして、磁石挿入空間に着磁前の永久磁石の素体を挿入した後、着磁工程のときの着磁の磁場と永久磁石が形成する磁場との相互作用によって、磁気吸引力を発生させ、永久磁石に着磁するとともに、永久磁石を回転子の半径方向の外周側、すなわち、回転子の中心とは反対側に吸引し、支持部の間に押し込む。その結果、永久磁石を支持部に挟持させる。永久磁石は、支持部の付勢力によって、支持部に支持され、所定の位置に固定、保持される。
【００６８】
なお、着磁工程の着磁磁場が無くなっても、永久磁石の磁場によって、永久磁石は、回転子鉄心に引き寄せられる磁気吸引力が働くので、永久磁石は磁石挿入穴の回転子の半径方向の外周側、すなわち、回転子の中心とは反対側の回転子鉄心を吸引し続ける。これにより、永久磁石は支持部から外れにくくなり、永久磁石を適切な位置に維持し続けることができる。
【００６９】
また、磁石挿入穴の支持部は、２つとも、弾性力を有するように、説明してきたが、少なくとも、一方が弾性力を有するだけでも、構わない。一方が、弾性力がない凸部であっても、もう一方の弾性力により、支持部は、永久磁石を挟持することができる。
さらに、支持部は、一方の内周面に設けられているだけでも構わない。もう一方の面が、弾性力を持たない構造であっても、支持部が弾性力を備えているので、支持部と内周面の間にて、永久磁石を挟持することができる。
【００７０】
これにより、永久磁石を磁石挿入穴に挿入するとき、支持部の付勢力や磁石挿入穴からの抗力は影響しなくなり、大きな荷重にて、永久磁石を磁石挿入穴に挿入する必要は無くなった。そして、挿入時の荷重による永久磁石の欠けや割れは、未然に防ぐことができ、永久磁石に特別な加工は必要なくなった。さらに、着磁の工程にて、永久磁石を支持部に挟持させ、所定の位置に固定させるので、永久磁石の挿入のため荷重をかける装置も必要なくなった。
【００７１】
また、回転子の組み立てが終わった後で、永久磁石を所定の位置に固定するので、回転子を組み立てた後でも、永久磁石を所定の位置に設定できるようになった。これにより、永久磁石が所定の適正な位置に設定されていない場合は、組み立て後でも、修正が可能となった。したがって、永久磁石の不適切な固定位置による振動音などは、回転子を解体することも無く、修正できるようなった。
なお、永久磁石が磁石挿入穴の中で、適切な位置に固定されているか確認するためには、回転子鉄心の両端面に装着する端板に、永久磁石の外周面および磁石挿入穴の内周面が確認できる小窓を設けておけば良い。その小窓から、磁石挿入穴に対する永久磁石の位置が確認できる。
【００７２】
また、回転子は、支持部を有する電磁鋼板および支持部を有さない電磁鋼板にて構成されているので、２つの電磁鋼板の組合せる枚数、組合せる順序によって、支持部の付勢力を調整することができる。さらに、支持部と永久磁石との接触面積も減らすことができるので、減磁耐力も向上させることができる。
【００７３】
また、回転子の支持部は、永久磁石の短辺の外周面、すなわち、回転子の半径方向と直交する外周面を挟持する仕組みであり、従来の永久磁石を挟持する仕組みに対し、永久磁石へかかる付勢力は軽減できる。さらに、従来の支持部に対し、永久磁石の外周面と磁石挿入穴の内周面との接触面積も減らすことができ、減磁耐力も向上させることができる。
【００７４】
また、永久磁石は、磁石挿入穴の中で、回転子の中心とは反対側に固定されているので、回転子が回転したとき、その遠心力によって、回転子の半径方向の外周側すなわち回転子の中心とは反対側に押圧される。これにより、永久磁石は支持部から外れにくくなり、永久磁石を適切な位置に維持し続けることができる。したがって、性能向上、信頼性向上に貢献できる。
【００７５】
なお、永久磁石は直方体すなわち平板形状のもので説明してきたが、円形でも、円弧形状のものであっても構わない。また、一磁極に使用する永久磁石も、１枚のもので説明してきたが、複数枚の構成であっても構わない。また、直方体形状の磁石挿入穴の長辺が半径方向と直交する向きのみ、説明してきたが、傾きがあっても構わない。いずれの場合であっても、回転子鉄心の半径方向の外周側へ、磁石が移動できるので、支持部への挟入が可能であり、本願の構成が実現可能である。また、本願の効果も発揮できる。
【００７６】
永久磁石は、回転子鉄心の半径方向の外周側に移動させ、支持部に挟持させるとしてきたが、必ずしも、半径方向である必要はない。すなわち、回転子鉄心の外周側の方向であれば、実現可能である。ただし、支持部が押圧する方向は、円周方向としてきたが、そのときは、円周に対して、所定の傾きを持った方向となる場合もある。例えば、それは、半径方向に、押圧する場合もある。
【００７７】
なお、永久磁石は、回転子鉄心の半径方向の外周側に移動させ、支持部に挟持させているが、永久磁石を中心側に移動し、支持部に挟持させた場合、固定子の磁極と永久磁石との距離が遠くなり、磁束損失が高く、適切ではない。特に、永久磁石の外周側に磁極鉄心と永久磁石との間に、隙間が形成され、磁束伝達の邪魔となる。
【００７８】
また、永久磁石が支持部に挟持されると、永久磁石と磁石挿入穴の回転子の中心側の内周面との間、全面に、その内周面と永久磁石とが全く接触しない磁石背面隙間が形成される。
クランクシャフトは、回転子鉄心に焼嵌などにより、嵌入、固定される。そのとき、加工熱が回転子鉄心に伝達される。永久磁石は、希土類にて構成されていると、熱による減磁が誘発される。一般的には、永久磁石とクランクシャフトとの間に、スリットを設けて、熱が伝達されないように、構成している。
しかしながら、本願の実施の形態１．構成の場合、クランクシャフトと永久磁石との間に磁石背面隙間が形成されており、この磁石背面隙間が加工熱の伝達を遮断する。加工熱を伝達させないように設けるスリットは不要となり、加工が簡素化できる。一方、磁石背面隙間が設けられることによって、従来同様、永久磁石の熱に対する減磁耐力を向上させることができ、信頼性の高い回転子、電動機を得ることができる。
【００７９】
実施の形態２．
実施の形態１では、電動機構部の回転子において、回転子の半径と直交する方向の両方の内周面に支持部を設け、永久磁石の回転子の半径と直交する外周面を挟持する仕組みの例について説明した。しかしながら、永久磁石を挟持する方向は、必ずしも、永久磁石の回転子の半径と直交する方向でなくても構わない。実施の形態２では、回転子の軸方向で、永久磁石を挟持する仕組みにて、実現させる方法を説明する。圧縮機構部２および電動機構部３の回転子３１の磁石挿入穴３１ｃまでは、実施の形態１と同じであり、実施の形態１と同符号は同じものである。
【００８０】
図１８は、実施の形態２の回転子鉄心３１ａを構成する薄板状の電磁鋼板６１、６４を説明する図であり、図１９は、第１の電磁鋼板６１のＲの部分を、図２０は、第２の電磁鋼板６４のＳの部分を、それぞれ拡大したものである。すなわち、図１９は、穴６３のうちの一つを拡大したものであり、図２０は、穴６６のうちの一つを拡大したものである。
第１の電磁鋼板６１および第２の電磁鋼板６４の中心に、シャフト穴３１ｂを構成する穴６２、６５が設けられていること、磁石挿入穴３１ｃを構成する穴６３、６６が、板の中心すなわちシャフト穴３１ｂを構成する穴６２、６５に対して外縁側に、穴６２、６５を囲むように複数個設けられていることは、実施の形態１と同じである。
さらに、実施の形態２の回転子鉄心３１ａは、電磁鋼板６１、６４の少なくとも２種類の薄板をクランクシャフト４の軸方向に積み重ねて構成されている。組合せ方は、実施の形態１とは異なるが、その詳細は、後述する。
【００８１】
第１の電磁鋼板６１の穴６３は長方形状の穴で、その穴６３の長辺６３ａ、６３ｂは第１の電磁鋼板６１の半径と直交する向きに配置されている。第１の長辺６３ａは第１の電磁鋼板６１の外縁側、第２の長辺６３ｂは中心側に配置されている。短辺６３ｃ、６３ｄは、第１の電磁鋼板６１の半径方向に配置されている。
第２の電磁鋼板６４の穴６６も長方形状の穴で、その穴６６の長辺６６ａ、６６ｂが第２の電磁鋼板６４の半径と直交する向きに、配置されている。第１の長辺６６ａは第２の電磁鋼板６４の外縁側、第２の長辺６６ｂは中心側に配置されている。短辺６６ｃ、６６ｄは、第２の電磁鋼板６４の半径方向に配置されている。
第２の電磁鋼板６４の穴６６の第２の電磁鋼板６４の半径方向の外縁側、すなわち、シャフト穴３１ｂを構成する穴６５とは反対側には、支持部６７が少なくとも１個以上設けられている。支持部６７は、穴６６の長辺６６ａより、第２の電磁鋼板６４の半径方向の外縁側に配置されている。
支持部６７の数は、任意であり、付勢力によって、調整される。また、設ける箇所と間隔も、第２の電磁鋼板６４の穴６６の第２の電磁鋼板６４の外縁側であれば、支障はない。
【００８２】
図２１は、第２の電磁鋼板６４の半径と直交し、支持部６７を通る面にて切断した断面を拡大した図である。支持部６７は、第２の電磁鋼板６４の平面に対して、垂直にへこませた凹部６７ａから構成されている。第２の電磁鋼板６４の表の面では凹部６７ａとなることに対して、裏の面は、そのまま、凸部６７ｂとなって、形成される。
凹部６７ａ、凸部６７ｂは、円形、方形、楕円形などどのような形状であっても構わない。凹部６７ａ、凸部６７ｂの径や、突き出し量は、任意であり、付勢力によって、調整される。
【００８３】
電磁鋼板６１、６４を、回転子鉄心３１ａとなるように積層した場合、支持部６７を有する第２の電磁鋼板６４は、回転子鉄心３１ａの一方の端面に配置される。もう一方の端面には、支持部があっても、無くても構わない。もう一方の端面に、支持部が無い場合は、端板が配置され、磁石挿入穴３１ｃが塞がれる。永久磁石３３は、支持部６７と端板との間で、挟持される。支持部６７と端板との間の寸法は、永久磁石３３の軸方向の寸法より、小さく形成されているが、永久磁石３３が挟持されるとき、凸部６７ｂが変形することで、拡大する。
一方、凸部６７ｂには、復元力があり、元に戻る方向に、付勢力が働く。すなわち、の支持部６７は、端板に向かって、付勢力が働き、凸部６７ｂが永久磁石３３を押圧し続ける。これにより、永久磁石３３は、支持部６７と端板との間に固定されることになる。
【００８４】
図２２は、第１の電磁鋼板６１の穴６３に永久磁石３３が挿入されたときの穴６３に対する永久磁石３３の配置を表した図である。同様に、図２３は、第２の電磁鋼板６４の穴６６に永久磁石３３が挿入されたときの穴６６に対する永久磁石３３の配置を表した図である。ただし、永久磁石３３は、支持部６７と端板との間に挟持されていない。
永久磁石３３は、穴６３、６６に挿入された時点では、第１の電磁鋼板６１の中心側、すなわち、穴６３の長辺６３ｂ側に配置される。永久磁石３３と、穴６３の長辺６３ａとは、離れており、その間には隙間が形成されている。
永久磁石３３と、第２の電磁鋼板６４の穴６６の長辺６６ａ、６６ｂとは、第１の電磁鋼板６１のような配置状態や条件はないが、永久磁石３３の挿入時の摩擦となるので、接していないことが望ましい。
なお、永久磁石３３と、穴６３の短辺６３ｃ、６３ｄおよび長辺６３ｂとの間、ならびに、永久磁石３３と、穴６６の短辺６６ｃ、６６ｄとの間は、永久磁石３３の挿入時の摩擦となるので、接していないことが望ましい。
【００８５】
そのため、穴６３の軸方向に直交する断面積は、穴６６の軸方向に直交する断面積、および、永久磁石３３の回転子鉄心３１ａの軸方向と直交する断面積より大きくなっている。穴６６の軸方向に直交する断面積は、永久磁石３３の回転子鉄心３１ａの軸方向と直交する断面積より大きくなっている。
【００８６】
穴６３の短辺６３ｃ、６３ｄの寸法をＪ、穴６６の支持部６７の寸法をＫ、短辺６６ｃ、６６ｄの寸法をＬ、永久磁石３３の短辺の寸法Ｄ、とすると、Ｊ≒Ｋ＋Ｌであるが、Ｊ＞Ｌ＞Ｄ、Ｊ＞Ｋ＋Ｄとなっている。
つまり、永久磁石３３が短辺６６ｃと６６ｄとに挟まれる空間に挿入されたとき、支持部６７と永久磁石３３との間、および、穴６６の長辺６６ｂと永久磁石３３との間には、隙間が形成される。穴６３の長辺６３ａ、６３ｂと永久磁石３３との間にも、隙間が形成される。
また、永久磁石３３が、支持部６７と端板とに挟持されたときも、穴６６の長辺６６ｂ、穴６３の長辺６３ｂと永久磁石３３との間に、隙間が形成され、維持される。
【００８７】
穴６３の長辺６３ａ、６３ｂの寸法をＭ、穴６６の長辺６６ａ、６６ｂの寸法をＮ、永久磁石３３の長辺の寸法をＨとすると、Ｍ≒Ｎであり、Ｍ＞Ｈ、Ｎ＞Ｈ、となる。
永久磁石３３が短辺６６ｃと６６ｄとに挟まれる空間に挿入されたとき、穴６３の短辺６３ｃ、６３ｄ、穴６６の短辺６６ｃ、６６ｄと永久磁石３３との間には、隙間が形成される。
【００８８】
図２４は、永久磁石３３が、支持部６７と端板との間に挟持されたときの第１の電磁鋼板６１の穴６３に対する永久磁石３３の配置を表した図である。図２５は、永久磁石３３が、支持部６７と端板との間に挟持されたときの第２の電磁鋼板６４の穴６６に対する永久磁石３３の配置を表した図である。
永久磁石３３が、支持部６７と端板との間に挟持されると、永久磁石３３は、第１の電磁鋼板６１、第２の電磁鋼板６４の中心と反対側の半径方向の外縁側に配置される。すなわち、穴６３の長辺６３ａ側に配置される。第２の電磁鋼板６４に対して、永久磁石３３は、長辺６６ａより、外縁側に配置される。すなわち、永久磁石３３は、支持部６７の下側、第２の電磁鋼板６４の下側に潜り込む。永久磁石３３と、穴６３、６６の長辺６３ｂ、６６ｂとは離れ、その間には隙間形成される。一方、永久磁石３３は、支持部６７の凸部６７ｂと、接する配置となる。
支持部６７と端板との間の寸法は、永久磁石３３の高さ寸法まで、広げられることになる。
【００８９】
以上のような構成の電磁鋼板６１、６４をクランクシャフト４の軸方向に、積み重ねることで、回転子鉄心３１ａを構成する。例えば、図２６は、第１の電磁鋼板６１を積み重ね、その端部に第２の電磁鋼板６４を重ね、回転子鉄心３１ａの端面を形成したときの回転子鉄心３１ａの構成を説明する図であり、図の上方は、回転子鉄心３１ａを軸方向から見たもので、下方は、上方の図のＹ−Ｙ’の面、すなわち、回転子鉄心３１ａの半径方向かつ支持部６７を通る面で、切断したときの断面図である。
【００９０】
磁石挿入穴３１ｃは、回転子鉄心３１ａの半径方向の外周側の第１の内周面６９ａと、回転子鉄心３１ａの半径方向の中心側の第２の内周面６９ｂと、回転子鉄心３１ａの円周方向の第３の内周面６９ｃ、第４の内周面６９ｄと、の４面から構成される。そして、第１の内周面６９ａは、第１の電磁鋼板６１の穴６３の第１の長辺６３ａから構成される。第２の内周面６９ｂは、第１の電磁鋼板６１の穴６３の第２の長辺６３ｂから構成される。第２の電磁鋼板６４の穴６６の第１の長辺６６ａおよび第２の長辺６６ｂも、第１の内周面６９ａ、第２の内周面６９ｂを構成するが、磁石挿入穴３１ｃの端部だけである。同様に、第３の内周面６９ｃは、第１の電磁鋼板６１の穴６３の第１の短辺６３ｃから構成され、第４の内周面６９ｄは、第１の電磁鋼板６１の穴６３の第２の短辺６３ｄから構成されている。第２の電磁鋼板６４の穴６６の第１の短辺６６ｃおよび第２の短辺６６ｄも、第３の内周面６９ｃ、第４の内周面６９ｄを構成するが、磁石挿入穴３１ｃの端部を構成する。
【００９１】
支持部６７は、磁石挿入穴３１ｃの回転子鉄心３１ａの軸方向の一方の端部に配置されている。磁石挿入穴３１ｃのもう一方の端部は端板が配置されている。第２の電磁鋼板６４は、第１の電磁鋼板６１の穴６３の一部を塞ぐように迫り出した部分を有し、その迫り出した部分に支持部６７が配置されている。支持部６７の凸部６７ｂは、第２の電磁鋼板６４から端板に向かって、軸方向に突き出すように配置される。また、支持部６７は、磁石挿入穴３１ｃにおいて、回転子鉄心３１ａの中心とは反対側すなわち回転子鉄心３１ａの半径方向の外周側に設けられている。
【００９２】
また、磁石挿入穴３１ｃの支持部６７より回転子鉄心３１ａの中心側には、永久磁石３３を挿入する磁石挿入空間６９ｅが形成されている。その磁石挿入空間６９ｅの軸方向の一方は開口しており、磁石挿入口６９ｆを形成している。そして、支持部６７の回転子鉄心３１ａの半径方向の中心側すなわち磁石挿入空間６９ｅ側には、磁石挿入空間６９ｅに開口し、磁石挿入空間６９ｅとつながり、永久磁石３３を支持部６７と端板との間へ挟入させる支持部口６９ｇ（図２７に図示）が形成されている。
【００９３】
第２の電磁鋼板６４は、複数枚、積み重ねる用い方もできる。そのときは、支持部６７の凹部と凸部を重ね合わせて積み重ねる。この用い方を行うと、支持部６７の見かけ上の板厚が増加するので、その付勢力を増加させることもできる。また、付勢力の増加は、支持部６７の個数を増やすことによっても可能である。ただし、磁石との接触面積が増加する。したがって、所望の条件となるように、付勢力と接触面積との調整を図る。
【００９４】
図２７は、永久磁石３３は磁石挿入口６９ｆから磁石挿入空間６９ｅに挿入されたところである。永久磁石３３は、磁石挿入穴３１ｃの内周面６９ａ、６９ｂ、６９ｃ、６９ｄおよび支持部６７とは、接触することなく、磁石挿入空間６９ｅに挿入することができるので、挿入に対し抗力が発生されることなく、スムーズに磁石挿入空間６９ｅに挿入することができる。
磁石挿入空間６９ａに挿入された永久磁石３３は、磁石挿入穴３１ｃの中で、回転子鉄心３１ａの半径方向の外周側に移動することで、挟持される。すなわち、支持部６７は、磁石挿入空間６９ｅ側から支持部入口６９ｇを介して永久磁石３３が挟入されることで、挟持し、支持する。
図２８は、永久磁石３３が支持部６７に挟持し、支持されたところである。なお、永久磁石３３の外周面と磁石挿入穴３１ｃの第２の内周面６９ｂとの間、全面には、磁石背面隙間６９ｈが形成される。
【００９５】
支持部６７と端板との間の幅すなわち永久磁石３３を挟持する幅は、永久磁石３３の幅より狭くなっている。一方、磁石挿入空間６９ｅのいずれの方向の幅も、永久磁石３３のいずれの幅より、広い。
【００９６】
なお、本願の実施の形態２．の構造にて、回転子鉄心３１ａの軸方向から磁石挿入穴３１ｃの支持部６７と端板の間に挟入しようとしても、直接、挟入することはできない。
【００９７】
次に、回転子鉄心３１ａの磁石挿入穴３１ｃに永久磁石３３を固定する方法について説明する。具体的には、実施の形態１と同じであるが、永久磁石３３を着磁するときの着磁の磁力を利用して、支持部６７との間に永久磁石３３を押し込み、固定する。
【００９８】
まず初めに、図２９のように、電磁鋼板６１、６４にて形成された回転子鉄心３１ａの磁石挿入穴３１ｃに着磁されていない永久磁石の素体３３ａを磁石挿入穴３１ｃの支持部６７がない磁石挿入空間６９ａに挿入する。
【００９９】
永久磁石の素体３３ａは磁石挿入空間６９ｅの開口部である磁石挿入口５９ｆから磁石挿入空間６９ｅに挿入される。磁石挿入空間６９ｅには、永久磁石の素体３３ａの各面と接触する構造物は無い、つまり、磁石挿入穴３１ｃの内周面６９ａ、６９ｂ、６９ｃ、６９ｄおよび支持部６７とは、接触することなく、挿入できるので、永久磁石の素体３３ａは、軸方向から抗力は無く磁石挿入穴３１ｃに挿入できる。
支持部６７は、磁石挿入穴３１ｃの回転子鉄心３１ａの半径方向の外周側、すなわち、回転子鉄心３１ａの中心とは反対側に設けられているので、永久磁石の素体３３ａは、支持部６７と接触しても挟持はできていない。
【０１００】
次に、図３０のように、永久磁石の素体３３ａに着磁するため、回転子３１の外側に設置された着磁コイル２００によって、回転子３１の半径方向の外周側から着磁磁界を印加する。例えば、Ｓ極の着磁磁界を回転子３１に加えると、永久磁石の素体３３ａは、着磁磁界を印加している側、すなわち、半径方向の外周側がＮ極、回転子３１の中心側がＳ極となるように、永久磁石の素体３３ａの原子の磁気モーメントの向きが揃えられる。これによって、永久磁石の素体３３ａは磁化され、永久磁石３３ｂとなる。
【０１０１】
ここで、図３１のように、一旦、着磁磁界の印加を止める。永久磁石の素体３３ａは、強磁性体なので、着磁磁界がなくなっても、残留磁化が生じ、永久磁石３３ｂの極性は保持される。
【０１０２】
続いて、図３２のように、再度、着磁コイル２００によって、回転子３１の半径方向の外周側から着磁磁界を印加し、永久磁石３３ｂに再着磁する。すなわち、図３０の段階で、磁気モーメントの向きが揃わなかった原子に対して、磁気モーメントの向きを再び揃え、残留磁化の量を増加させる。これによって、永久磁石３３ｃとなる。
このとき、永久磁石３３ｂの持つ磁場と着磁コイル２００の着磁磁界の磁場の相互作用によって、永久磁石３３ｂを回転子３１の半径方向の外周側に引き寄せる磁気吸引力Ｆ１が働く。この磁気吸引力Ｆ１よって、永久磁石３３ｂは磁石挿入穴３１ｃの回転子鉄心３１ａの半径方向の外周側すなわち第１の内周面６９ａ側に引き寄せる。その結果、支持部６７と端板との間に押し込まれる。すなわち、支持部入口６９ｇを介して、支持部６７と端板との間に挟入される。支持部６７は、変形と、弾性力を発生する。すなわち、支持部６７から永久磁石３３ｃに向かって付勢力Ｆ２が発生し、永久磁石３３ｃを挟持する。そして、支持部６７は、永久磁石３３ｃを回転子鉄心３１ａの軸方向から押圧し、永久磁石３３ｃは磁石挿入穴３１ｃの中で支持し、固定される。
【０１０３】
最後に、着磁磁界の印加を止めたとき、磁気吸引力Ｆ１は無くなるが、図３３のように、支持部６７の付勢力Ｆ２によって、永久磁石３３ｃを挟持される状態を維持する。
【０１０４】
以上によって、磁石挿入穴３１ｃの所定の位置に永久磁石３３を固定することができる。なお、永久磁石３３と永久磁石３３ｃは同じものを示している。
【０１０５】
なお、磁石挿入穴３１ｃに永久磁石３３が固定されると、磁石挿入穴３１ｃの回転子鉄心３１ａの中心側の第２の内周面６９ｂと永久磁石３３の回転子鉄心３１ａの中心側の外周面との間には、磁石背面隙間６９ｈが形成される。
【０１０６】
なお、図２９と図３０との工程の間に、永久磁石の素体３３ａを磁石挿入穴３１ｃに挿入した回転子鉄心３１ａの軸方向の両端に端板とバランスウェイト３４ａ、３４ｂとを装着し、固定する工程があるが、この説明では省略している。端板とバランスウェイト３４ａ、３４ｂとによって、回転子鉄心３１ａの磁石挿入穴３１ｃの開口部は塞がれる。そして、回転子３１が回転したとき、永久磁石３３の飛散を防止する。
【０１０７】
以上をまとめると、電動機構部の回転子において、磁石挿入穴の回転子の軸方向であって、回転子の中心とは反対側に、支持部を設けるとともに、磁石挿入穴の支持部より回転子の中心側に、永久磁石を挿入できる空間を設けた。そして、磁石挿入穴の回転子の中心側の空間に着磁前の永久磁石の素体を挿入した後、着磁工程のときの着磁の磁場と永久磁石が形成する磁場との相互作用によって、磁気吸引力を発生させ、永久磁石に着磁するとともに、永久磁石を磁石挿入穴の回転子の半径方向の外周側、すなわち、回転子の中心とは反対側に吸引し、支持部と端板の間に押し込む。その結果、永久磁石は支持部に挟持させる。永久磁石は、支持部の付勢力によって、支持され、所定の位置に固定、保持される。
【０１０８】
なお、着磁工程の着磁磁場が無くなっても、永久磁石の磁場によって、永久磁石は、回転子鉄心に引き寄せられるので、永久磁石は磁石挿入穴の回転子の半径方向の外周側、すなわち、回転子の中心とは反対側の回転子鉄心を吸引し続ける。これにより、永久磁石は支持部から外れにくくなり、永久磁石を適切な位置に維持し続けることができる。
【０１０９】
また、磁石挿入穴の支持部は、端面の一方に備えられている例で、説明してきたが、両方に備えられていても構わない。そのとき、両方とも、弾性力を有する必要は無く、少なくとも、一方が弾性力を有するだけでも、構わない。一方が、弾性力がない凸部であっても、もう一方の弾性力により、支持部は、永久磁石を挟持することができる。
【０１１０】
これにより、永久磁石を磁石挿入穴に挿入するとき、支持部の付勢力や磁石挿入穴からの抗力は影響しなくなり、大きな荷重にて、永久磁石を磁石挿入穴に挿入する必要は無くなった。そして、挿入時の荷重による永久磁石の欠けや割れは、未然に防ぐことができ、永久磁石に特別な加工は必要なくなった。さらに、着磁の工程にて、永久磁石を支持部に挟持させ、所定の位置に固定させるので、永久磁石の挿入のため荷重をかける装置も必要なくなった。
【０１１１】
また、回転子の組み立てが終わった後で、永久磁石を所定の位置に固定するので、回転子を組み立てた後でも、永久磁石を所定の位置に設定できるようになった。これにより、永久磁石が所定の適正な位置に設定されていない場合は、組み立て後でも、修正が可能となった。したがって、永久磁石の不適切な固定位置による振動音などは、回転子を解体することも無く、修正できるようなった。
なお、永久磁石が磁石挿入穴の中で、適切な位置に固定されているか確認するためには、回転子鉄心の両端面に装着する端板に、永久磁石の外周面および磁石挿入穴の内周面が確認できる小窓を設けておけば良い。その小窓から、磁石挿入穴に対する永久磁石の位置が確認できる。
【０１１２】
また、回転子は、支持部を有する電磁鋼板および支持部を有さない電磁鋼板にて構成されているが、回転子鉄心のほぼ全体は、支持部を有さない電磁鋼板にて構成される。支持部を有さない電磁鋼板を重ね合わせてできたものの軸方向の端部に、支持部を有する電磁鋼板を、少なくとも１枚配置する。したがって、回転子鉄心を組み立てるためには、主に、支持部を有さない電磁鋼板を作成するだけで良く、生産性が向上する。また、２種類の電磁鋼板を所定の枚数ごと、積み重ねるような複雑な生産作業は必要なく、簡素な構成で、さらに、生産性が良く、実現できる。
【０１１３】
なお、支持部を有する電磁鋼板を、回転子鉄心の一方の端面に、少なくとも１枚、配置する例について、説明したが、複数枚、重ねて配置することで、支持部の付勢力を増加させる調整ができる。また、付勢力については、電磁鋼板の、複数枚、重ね合わせ以外に、支持部の設ける数によっても、調整できる。いずれの方法を選択しても、支持部の付勢力は、自由な調整ができる。
【０１１４】
なお、実施の形態１．と同様、支持部と永久磁石との接触面積も減らすことができるので、減磁耐力も向上させることができる。
【０１１５】
また、永久磁石は、磁石挿入穴の中で、回転子の中心とは反対側に固定されているので、回転子が回転したとき、その遠心力によって、回転子の半径方向の外周側すなわち回転子の中心とは反対側に押圧される。これによって、永久磁石は支持部から外れにくくなり、永久磁石を適切な位置に維持し続けることができる。したがって、性能向上、信頼性向上に貢献できる。
【０１１６】
なお、永久磁石は直方体すなわち平板形状のもので説明してきたが、実施の形態１．と同様、円形でも、円弧形状のものであっても構わない。また、一磁極に使用する永久磁石も、１枚のもので説明してきたが、複数枚の構成であっても構わない。また、直方体形状の磁石挿入穴の長辺が半径方向と直交する向きのみ、説明してきたが、傾きがあっても構わない。いずれの場合であっても、回転子鉄心の半径方向の外周側へ、磁石が移動できるので、支持部への挟入が可能であり、本願の構成が実現可能である。また、本願の効果も発揮できる。
【０１１７】
永久磁石は、回転子鉄心の半径方向の外周側に移動させ、支持部に挟持させるとしてきたが、実施の形態１．と同様、必ずしも、半径方向である必要はない。すなわち、回転子鉄心の外周側の方向であれば、実現可能である。ただし、支持部が押圧する方向は、円周方向としてきたが、そのときは、円周に対して、所定の傾きを持った方向となる場合もある。例えば、それは、半径方向に、押圧する場合もある。
【０１１８】
なお、永久磁石は、回転子鉄心の半径方向の外周側に移動させ、支持部に挟持させているが、実施の形態１．と同様、永久磁石を中心側に移動し、支持部に挟持させた場合、固定子の磁極と永久磁石との距離が遠くなり、磁束損失が高く、適切ではない。特に、永久磁石の外周側に磁極鉄心と永久磁石との間に、隙間が形成され、磁束伝達の邪魔となる。
【０１１９】
また、永久磁石が支持部に挟持されると、永久磁石と磁石挿入穴の回転子の中心側の内周面との間、全面に、磁石背面隙間が形成される。
本願の実施の形態１．同様に、クランクシャフトと永久磁石との間に磁石背面隙間が形成されることにより、この磁石背面隙間がクランクシャフトと回転子鉄心との加工時の加工熱が永久磁石に伝達されることを遮断する。従来、設けられていた加工熱を伝達させないスリットは不要となり、加工が簡素化できる。磁石背面隙間が設けられることによって、従来同様、永久磁石の熱に対する減磁耐力を向上させることができ、信頼性の高い回転子、電動機を得ることができる。
【符号の説明】
【０１２０】
１  密閉容器、２  圧縮機構部、３  電動機構部、４  クランクシャフト、５  吸入連結管、６  吐出管、７  接続端子、１１  上部容器、１２  下部容器、２１  ローリングピストン、２２  シリンダ、２３  主軸受、２４  副軸受、２５  吐出マフラ、２５ａ  開口部、３１  回転子、３１ａ  回転子鉄心、３１ｂ  シャフト穴、３１ｃ  磁石挿入穴、３２  固定子、３２ａ  固定子鉄心、３２ｂ  バックヨーク、３２ｃ  ティース、３２ｄ  スロット、３３  永久磁石、３３ａ  永久磁石の素体、３３ｂ，３３ｃ  永久磁石、３４ａ  上部バランスウェイト、３４ｂ  下部バランスウェイト、３５  リベット、３６  連通孔、３７  固定子巻線、３８  絶縁部材、３９  リード線、３９ａ  端子、４１  主軸部、４２  副軸部、４３  偏芯軸部、５１  第１の電磁鋼板、５２，５３  穴、５３ａ  第１の長辺、５３ｂ  第２の長辺、５３ｃ  第１の短辺、５３ｄ  第２の短辺、５４  第２の電磁鋼板、５５，５６  穴、５６ａ  第１の長辺、５６ｂ  第２の長辺、５６ｃ  第１の短辺、５６ｄ  第２の短辺、５６ｅ，５６ｆ  支持部を含まない短辺、５７  第１の支持部、５７ａ  穴、５７ｂ  薄肉部、５８  第２の支持部、５８ａ  穴、５８ｂ  薄肉部、５９ａ  第１の内周面、５９ｂ  第２の内周面、５９ｃ  第３の内周面、５９ｄ  第４の内周面、５９ｅ  磁石挿入空間、５９ｆ  磁石挿入口、５９ｇ  支持部入口、５９ｈ  磁石背面隙間、６１  第１の電磁鋼板、６２，６３  穴、６３ａ  第１の長辺、６３ｂ  第２の長辺、６３ｃ  第１の短辺、６３ｄ  第２の短辺、６４  第２の電磁鋼板、６５，６６  穴、６６ａ  第１の長辺、６６ｂ  第２の長辺、６６ｃ  第１の短辺、６６ｄ  第２の短辺、６７  支持部、６７ａ  凹部、６７ｂ  凸部、６９ａ  第１の内周面、６９ｂ  第２の内周面、６９ｃ  第３の内周面、６９ｄ  第４の内周面、６９ｅ  磁石挿入空間、６９ｆ  磁石挿入口、６９ｇ  支持部入口、６９ｈ  磁石背面隙間、１００  密閉型圧縮機、１０１  吸入マフラ、２００  着磁コイル。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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