(57)【要約】【課題】密閉型電動圧縮機の製造方法において、運転用固定子を安価な構造としても回転子の永久磁石の着磁量を十分に確保できると共に運転用固定子の信頼性を確保できるようにする。【解決手段】密閉型電動圧縮機１は、複数の永久磁石１８ａ、１８ｂが設けられた回転子１４およびその周囲に配置された運転用固定子１３を有する電動機部４と、圧縮機構部３と、回転子１４に固着されると共に圧縮機構部３に連結されたシャフト６とを備える。回転子１４に複数の永久磁石素材を設けると共に、回転子１４にシャフト６を固定した後、着磁用巻線を有する着磁用固定子を回転子の周囲に永久磁石素材に対して所定位置に配置し、この状態で着磁用巻線の端子間に着磁電源より供給される着磁電圧を印加して着磁電流を流すことにより永久磁石素材に鎖交する磁界を発生させて永久磁石とし、しかる後に着磁用固定子を運転用固定子１３に入れ替えて電動機部４とする。【選択図】  図１
2004201375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の永久磁石が設けられた回転子およびその周囲に配置された運転用固定子を有する電動機部と、圧縮機構部と、前記回転子に固着されると共に前記圧縮機構部に連結されたシャフトとを備える密閉型電動圧縮機の製造方法において、
前記回転子を構成する鉄心の所定位置に複数の永久磁石素材を設けると共に前記回転子に前記シャフトを固定した後、
着磁用巻線を有する着磁用固定子を前記回転子の周囲に前記永久磁石素材に対して所定位置に配置し、
この状態で前記着磁用巻線の端子間に着磁電源より供給される着磁電圧を印加して着磁電流を流すことにより前記永久磁石素材に鎖交する磁界を発生させて前記永久磁石とし、
しかる後に前記着磁用固定子を前記運転用固定子に入れ替えて前記電動機部とする
ことを特徴とする密閉型電動圧縮機の製造方法。
【請求項２】
前記運転用固定子の巻線が集中巻方式であって前記運転用固定子のスロット数が前記永久磁石の極数の整数倍と異なる密閉型電動圧縮機の製造方法において、着磁用固定子のスロット数が前記永久磁石の極数の整数倍となる着磁用固定子を用いて前記永久磁石素材の着磁を１回で行なうことを特徴とする請求項１に記載した密閉型電動圧縮機の製造方法。
【請求項３】
位置決め治具を用いて前記シャフトと前記回転子とを所定の回転方向の角度を固定した状態で固着し、前記位置決め治具を用いて前記回転子の角度を固定した状態のままで前記回転子の外側に前記着磁用固定子を所定位置に配置して前記永久磁石素材の着磁を行なうことを特徴とする請求項１または２に記載した密閉型電動圧縮機の製造方法。
【請求項４】
希土類磁石材料を前記永久磁石素材として用い、着磁用固定子の着磁電圧を定格時の数倍以上で且つその着時電流を定格時の１００倍以上として着磁を行なうことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載した密閉型電動圧縮機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉型電動圧縮機の製造方法に係わり、特に回転子の永久磁石素材に鎖交する磁界を発生させて永久磁石とする密閉型電動圧縮機の製造方法に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、密閉型電動圧縮機の永久磁石の着磁を行なう方法としては、回転子とシャフトとが固着され、固定子を回転子外側に配し、回転子の角度が位置決め治具により固定された状態で着磁電源装置より高電圧の直流電圧を固定子の巻線端子間に印加して着磁電流を流し、発生する磁界を回転子の永久磁石素材に鎖交させることにより永久磁石とする方法であった。ここで十分な着磁量を有する永久磁石とするために、運転時に比較して高い着磁電圧および大きな着磁電流とすることが必要である。着磁電圧が印加された固定子は、そのまま密閉型電動圧縮機に組み込まれ、運転用固定子として使用される。
【０００３】
また、固定子の巻線が集中巻方式である場合、固定子のスロット数Ｓと回転子の極数Ｐとの関係は、Ｓ≠ｎＰ（ｎは整数）となるのが一般的であり、回転子のすべての磁極が固定子ティースと対向させることができない。このような集中巻方式電動機の場合、着磁工程は２回必要となる。
【０００４】
図８および図９を用いて２回の着磁工程による集中巻方式電動機の着磁方法を説明する。図８は第１着磁工程、図９は第２着磁工程の説明図であり、固定子１３が９スロットで回転子極数が６極とした場合の例である。なお、図８および図９における符号と後述する図１から図７の符号が同一のものは、同一または相当するものを示す。集中巻方式電動機では、図から明らかなように、すべての磁極を固定子ティース２５の中央に対向させることは不可能である。
【０００５】
このため、図８に示す第１着磁工程では、Ｎ極の永久磁石１８ａが運転用固定子ティース２５の中央に位置するように回転子１４の角度を位置決め固定し、固定子巻線に着磁電流２８を流すことにより、磁界２９ａ、２９ｂを生じさせて永久磁石１８ａ、１８ｂの一部を磁化する。次いで、図９に示す第２着磁工程では、第１着磁工程の回転子角度から電気角で１８０度（機械角で６０度）回転させてＳ極の永久磁石１８ｂが固定子ティース２５の中央に位置するように第２の位置決め固定を行い、固定子巻線に第１着磁工程とは逆方向の着磁電流３０を流すことにより、磁界３１ａ、３１ｂを生じさせて永久磁石１８ａ、１８ｂの残りの部分を磁化させていた。
【０００６】
なお、従来の永久磁石ロータの着磁方法に関する特許文献として、特開２００１−１６９５１４号公報（特許文献１）が挙げられる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−１６９５１４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来技術では、固定子巻線に運転時に比較して高電圧の着磁電圧が印加されると共に大きな着磁電流が流れるため、着磁時の固定子巻線の変形や耐圧不良等で信頼性が低下する場合があった。特に、永久磁石として希土類磁石を採用する場合、完全に磁化するためには、定格運転時の数倍の着磁電圧、１００倍以上の着磁電流が必要であり、着磁時の固定子巻線の変形や耐圧不良等で信頼性が低下するおそれが高かった。この信頼性低下を防ぐ方法として、固定子巻線に施す絶縁材の量を増加させる方法があったが、この方法は電動機の材料費が高くなるという問題があった。
【０００９】
固定子の巻線方式が集中巻方式の場合には、着磁回数は２回となるため、製造能率が低下すると共に、着磁用の回転子位置決め冶具が２種類必要となるという問題があった。特に、位置決め時の回転子角度にずれが生じると着磁量が低下する傾向があり、着磁が２回の位置決めで行われることで位置決め角度のずれによる着磁量不足の不良率が高くなるという問題があった。また、２回の着磁を１台の着磁装置で行なう場合は装置使用率が増加し着磁装置の寿命が短くなるという問題があり、２台の着磁装置で行なう場合は設備導入費用が高くなると共に２台分の設備設置スペースを確保しなければならないという問題があった。
【００１０】
さらには、シャフトと回転子とを固着する際に回転方向の位置決めが必要な場合は、シャフトと回転子の固着工程と集中巻電動機の２回の着磁工程とで合計３種類の位置決め治具を用いて３回位置決めが必要であった。
【００１１】
本発明の目的は、運転用固定子を安価な構造としても回転子の永久磁石の着磁量を十分に確保できると共に運転用固定子の信頼性を確保できる密閉型電動圧縮機の製造方法を得ることにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、運転用固定子を安価な構造としても回転子の永久磁石の着磁量を十分に確保できると共に運転用固定子の信頼性を確保でき、さらには集中巻方式の運転用固定子であっても製造能率が良好な密閉型電動圧縮機の製造方法を得ることにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、運転用固定子を安価な構造としても回転子の永久磁石の着磁量を十分に確保できると共に運転用固定子の信頼性を確保でき、さらにはシャフトと回転子との固着および永久磁石の着磁における位置決めが容易で着磁量の低下を防止できる密閉型電動圧縮機の製造方法を得ることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、複数の永久磁石が設けられた回転子およびその周囲に配置された運転用固定子を有する電動機部と、圧縮機構部と、前記回転子に固着されると共に前記圧縮機構部に連結されたシャフトとを備える密閉型電動圧縮機の製造方法において、前記回転子を構成する鉄心の所定位置に複数の永久磁石素材を設けると共に前記回転子に前記シャフトを固定した後、着磁用巻線を有する着磁用固定子を前記回転子の周囲に前記永久磁石素材に対して所定位置に配置し、この状態で前記着磁用巻線の端子間に着磁電源より供給される着磁電圧を印加して着磁電流を流すことにより前記永久磁石素材に鎖交する磁界を発生させて前記永久磁石とし、しかる後に前記着磁用固定子を前記運転用固定子に入れ替えて前記電動機部とするようにしている。
【００１５】
前記他の目的を達成するために、本発明は、さらに、前記運転用固定子の巻線が集中巻方式であって前記運転用固定子のスロット数が前記永久磁石の極数の整数倍と異なる密閉型電動圧縮機の製造方法において、着磁用固定子のスロット数が前記永久磁石の極数の整数倍となる着磁用固定子を用いて前記永久磁石素材の着磁を１回で行なうようにしている。
【００１６】
前記他の目的を達成するために、本発明は、さらに、位置決め治具を用いて前記シャフトと前記回転子とを所定の回転方向の角度を固定した状態で固着し、前記位置決め治具を用いて前記回転子の角度を固定した状態のままで前記回転子の外側に前記着磁用固定子を所定位置に配置して前記永久磁石素材の着磁を行なうようにしている。
【００１７】
前記目的を達成するために、本発明は、さらに、希土類磁石材料を前記永久磁石素材として用い、着磁用固定子の着磁電圧を定格時の数倍以上で且つその着時電流を定格時の１００倍以上として着磁を行なうようにしている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図１乃至図７により説明する。図１は本発明の一実施形態のスコッチヨーク方式の密閉型電動圧縮機の縦断面図、図２は同密閉型電動圧縮機の横断面図、図３は同密閉型電動圧縮機のシャフトと回転子の固着状態を示す斜視図、図４は同密閉型電動圧縮機の回転子の横断面略図、図５は同密閉型電動圧縮機の製造方法の説明図、図６は同密閉型電動圧縮機を着磁するための着磁用固定子の横断面略図、図７は同密閉型電動圧縮機の運転用固定子と回転子とを組み合わせた状態の横断面略図である。
【００１９】
最初に、図１および図２を参照しながら密閉型電動圧縮機１の全体に関して説明する。
【００２０】
密閉容器２内の上部に圧縮機構部３及び下部に電動機部４が設けられ、両者はシャフト６により連繋されている。圧縮機構部３を構成するシリンダ８は、ピストン７に対し位置決めされ、フレーム５に固定されている。シリンダ８は、シリンダ室内にピストン７の一側を往復動可能に収納し、ピストン７と共に作動室を形成している。ピストン７の他側にはスライダ管７ａが固着されている。このピストン７のスライダ管７ａ部には、スライダ７ｂがスライダ管軸方向に摺動可能な状態で挿入されている。このスライダ７ｂの中心の穴部にシャフト６の偏心部が嵌合されている。このシャフト６の偏心部、スライダ７ｂ及びスライダ管７ａにより、シャフト６の回転運動をピストン７の往復運動に変換している。シリンダ８の反ピストン側端部には、ヘッドカバー９が設けられている。
【００２１】
上述したシャフト６の中央部がフレーム５の中央に設けられた主軸受５ａにて軸支されており、フレーム５の下方には電動機部４が備えられている。電動機部４は、運転用固定子１３と回転子１４からなっている。運転用固定子１３はボルト１０などによりフレーム５に固定されている。回転子１４はシャフト６の下部に圧入や焼き嵌め等で固定されている。電動機部４の回転子１４ならびにシャフト６には、バランサ１７、６ａがそれぞれ設けてあり、回転時の不釣り合い量を相殺するようになっている。
【００２２】
シャフト６で連繋され且つフレーム５で連結された圧縮機構部３及び電動機部４は、密閉容器２の下部に備えたバネ１１にて弾性支持されている。このバネ１１は、密閉容器２と運転用固定子１３との間に配置されている。
【００２３】
本実施形態の密閉型電動圧縮機１は、密閉容器２内部が吸入圧力雰囲気となる低圧方式であり、密閉容器２の底部には潤滑油が貯留しており、この中にシャフト６の下端部が浸かっている。シャフト６内に形成した遠心ポンプ作用により、潤滑油は、浸漬しているシャフト６の下端部側からシャフト６に形成された給油孔（図示せず）へと導かれ、主軸受５ａやスライダ７ｂ、ピストン７およびシリンダ８等の各摺動部へと供給され、それぞれの部位の潤滑ならびに作動室１３のシール性を向上させる役目をする。
【００２４】
このように構成された密閉型電動圧縮機１は、冷蔵庫やルームエアコンに使用され、凝縮器、減圧装置、蒸発器等と共に冷凍サイクルの一部を構成するものである。
【００２５】
次に、図３から図７を参照しながら９スロット６極集中巻方式の電動機部の例で密閉型電動圧縮機の製造方法について説明する。
【００２６】
まず、図３に示すように、回転子１４をシャフト６に固着する。シャフト６および回転子１４は、シャフト６の回転運動をピストン７の往復運動に変換する際の振動、騒音を低減するために、ともにバランスウェイト６ａ、１７を有している。そして、回転子１４のバランスウェイト１７とシャフト６のバランスウェイト６ａとの位置が一致するように、位置決め冶具（図示せず）を用いてシャフト６と回転子１４との回転角度を固定した状態で、両者６、１４を圧入または焼ばめにより固着する。この固着の際に、シャフト６のバランスウェイト６ａと回転子１４との間にフレーム５が組み込まれて配置されている。
【００２７】
回転子１４は、図４に示すように、円筒状の鉄心１４ａの外周部に等間隔に永久磁石埋設用穴１４ｂが複数（本実施形態では６個）形成されており、この穴１４ｂに希土類磁石材料からなる永久磁石素材１８ａ、１８ｂが埋め込まれて設けられている。希土類磁石材料は永久磁石材料として特に優れており、電動機部４の性能向上を図ることができる。なお、永久磁石素材および永久磁石の符号は同一の符号１８ａ、１８ｂで示す。
【００２８】
次いで、前記位置決め治具を用いてシャフト６および回転子１４の位置を固定した状態のままで、図５に示すように、着磁用固定子１９を回転子１４の外周に配し、前記位置決め治具による回転子１４の基準位置に合わせて永久磁石素材１８ａ、１８ｂの着時を行なう。着磁用固定子１９は、図６に示すように、回転子１４の磁極数（永久磁石素材の数）と同じ数（６個）の着磁用固定子スロット２１を有し、各々の着磁用固定子ティース２２に集中巻方式で着磁用巻線２０が施されている。
【００２９】
永久磁石素材１８ａ、１８ｂの着時方法を具体的に説明すると、位置決めされた回転子１４の外側に着磁用固定子１９を所定位置に配置して仮止めする。この状態で、各永久磁石素材１８ａ、１８ｂが図５に示すように各着磁用固定子ティース２２の中央に位置するように設定されている。そして、着磁電源装置（図示せず）より着磁用固定子巻線２０の端子間に着磁電圧を印加することにより図５に示すような着磁電流２６を流し、すべての永久磁石素材１８ａ、１８ｂに磁界２７を鎖交させて、着磁する。ここで、着磁用固定子１９の着磁電圧を定格時の数倍以上で且つその着時電流２６を定格時の１００倍以上として着磁を行なうことにより、希土類磁石材料を用いた永久磁石素材１８ａ、１８ｂであっても十分な着磁量を確保することができ、性能の良好な永久磁石１８ａ、１８ｂとすることができるようにしてある。
【００３０】
永久磁石１８ａ、１８ｂに着磁した後、着磁用固定子１９を取り外して図７に示すように運転用固定子１３に入れ替える。そして、運転用固定子１３をフレーム５にボルト等の締結具を介して取り付け、その他の圧縮機構部３と共に密閉容器２内に収納し、図１に示す密閉型電動圧縮機１を完成する。
【００３１】
ここで着磁用固定子１９は密閉型電動圧縮機１には搭載されないため、着磁時の耐圧不良、巻線の変形防止策として、巻線をワニスで固める処理などを施す事が可能である。逆に、密閉容器２内に収められる運転用固定子１３には高い着磁電圧は印加されることがないため、運転用固定子１３は過剰な絶縁を施すことなく安価なものとすることができると共に、着磁時の巻線の変形、耐圧不良といった信頼性低下を招くことがないようにできる。
【００３２】
また、運転用固定子１３の巻線方式が集中巻方式であっても、着磁回数を１回とすることができるため、製造能率が向上できると共に、着磁用の回転子位置決め冶具が１種類のみで済ますことができる。特に、着磁位置決め時の回転子角度のずれの発生を少なくできるので、着磁量を増加させることができ、着磁量不足による不良率を低減することができる。また、１回の着磁を１台の着磁装置で行なうので、１台の着磁装置を用いて２回の着磁を行なう場合に比較して、着磁装置の使用率が低減し着磁装置の寿命を長くすることができ、しかも設備導入費用が安くなると共に設備設置スペースを縮小することができる。
【００３３】
位置決め治具を用いてシャフト６と回転子１４とを所定の回転方向の角度を固定した状態で固着し、前記位置決め治具を用いて回転子１４の角度が固定された状態のままで回転子１４の外側に着磁用固定子１９を配置して永久磁石素材１８ａ、１８ｂの着磁を行なうようにしているので、位置決め治具の種類を低減することができると共に、位置決め回数を低減することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、運転用固定子を安価な構造としても回転子の永久磁石の着磁量を十分に確保できると共に運転用固定子の信頼性を確保できる密閉型電動圧縮機の製造方法を得ることができる。
【００３５】
また、本発明によれば、運転用固定子を安価な構造としても回転子の永久磁石の着磁量を十分に確保できると共に運転用固定子の信頼性を確保でき、さらには集中巻方式の運転用固定子であっても製造能率が良好な密閉型電動圧縮機の製造方法を得ることができる。
【００３６】
また、本発明によれば、運転用固定子を安価な構造としても回転子の永久磁石の着磁量を十分に確保できると共に運転用固定子の信頼性を確保でき、さらにはシャフトと回転子との固着および永久磁石の着磁における位置決めが容易で着磁量の低下を防止できる密閉型電動圧縮機の製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のスコッチヨーク方式の密閉型電動圧縮機の縦断面図である。
【図２】図１の密閉型電動圧縮機の横断面図である。
【図３】図１の密閉型電動圧縮機のシャフトと回転子の固着状態を示す斜視図である。
【図４】図１の密閉型電動圧縮機の回転子の横断面略図である。
【図５】図１の密閉型電動圧縮機の着磁方法の説明図である。
【図６】図１の密閉型電動圧縮機を着磁するための着磁用固定子の横断面略図である。
【図７】図１の密閉型電動圧縮機の運転用固定子と回転子とを組み合わせた状態の横断面略図である。
【図８】従来の密閉型電動圧縮機の第１着磁工程の説明図である。
【図９】従来の密閉型電動圧縮機の第２着磁工程の説明図である。
【符号の説明】
１…密閉型電動圧縮機、２…密閉容器、３…圧縮機機構部、４…電動機部、５…フレーム、６…シャフト、７…ピストン、８…シリンダ、９…ヘットカバー、１０…ボルト、１１…バネ、１３…運転用固定子、１４…回転子、１５…運転用固定子鉄心、１６…運転用固定子巻線、１７…回転子バランスウェイト、１８ａ、１８ｂ…永久磁石、１９…着磁用固定子、２０…着磁用固定子巻線、２１…着磁用固定子スロット、２２…着磁用固定子ティース、２４…運転用固定子スロット、２５…運転用固定子ティース、２６、２８、３０…着磁電流、２７、２９ａ、２９ｂ、３１ａ、３１ｂ…磁界。
【図１】
2004201375.tif 000003
【図２】
2004201375.tif 000004
【図３】
2004201375.tif 000005
【図４】
2004201375.tif 000006
【図５】
2004201375.tif 000007
【図６】
2004201375.tif 000008
【図７】
2004201375.tif 000009
【図８】
2004201375.tif 000010
【図９】
2004201375.tif 000011