(57)【要約】【課題】組み立てが容易にでき、焼きばめ等の高温による回転子の減磁が起きないモータおよびモータの製造方法およびそのモータを用いた圧縮機を提供する。【解決手段】一端が被駆動部内に嵌合され、他端が外方に延びた主軸２１と、圧縮機構部３から突出した主軸２１の部分に固定された回転子保持部２２と、ロータ支持部材２２を介して主軸２１に固定され、永久磁石が設けられたロータ２３と、ロータ支持部材２２に対して圧縮機構部３と反対の側に配置されたステータ２４と、ステータ２４に対して圧縮機構部３と反対の側に配置され、主軸２１を回転自在に支持する軸受部２５とを備える。上記ロータ２３は、円筒形状をしており、ステータ２４の外周側を囲うように配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が被駆動部内に嵌合され、他端が外方に延びた主軸(２１)と、
上記被駆動部から突出した上記主軸(２１)の部分に固定され、永久磁石が設けられた回転子(２３)を保持する回転子保持部(２２)と、
上記回転子保持部(２２)に対して上記被駆動部と反対の側に配置された固定子(２４)と、
上記固定子(２４)に対して上記被駆動部と反対の側に配置され、上記主軸(２１)を回転自在に支持する軸受部(２５)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、
上記回転子(２３)は、円筒形状をしており、上記固定子(２４)の外周側を囲うように配置されていることを特徴とするモータ。
【請求項３】
請求項１に記載のモータにおいて、
上記固定子(２４)は、上記軸受部(２５)に固定されている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つに記載のモータを製造するモータの製造方法であって、
被駆動部から突出した主軸(２１)の部分に、永久磁石が設けられた回転子(２３)を保持した回転子保持部(２２)を焼きばめする工程と、
上記主軸(２１)に上記回転子保持部(２２)を焼きばめした後、上記回転子(２３)を着磁する工程と、
上記回転子(２３)を着磁した後、ケーシング(１a)内に上記被駆動部,上記主軸(２１),上記回転子保持部(２２)および上記回転子(２３)を配置して、上記被駆動部を上記ケーシング(１a)の内側に固定する工程と、
上記被駆動部を上記ケーシング(１a)の内側に固定した後、上記ケーシング(１a)内に上記固定子(２４)と上記軸受部(２５)を配置して、上記軸受部(２５)を上記ケーシング(１a)の内側に固定する工程とを有することを特徴とするモータの製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１つに記載のモータを製造するモータの製造方法であって、
被駆動部から突出した主軸(２１)の部分に、永久磁石が設けられた回転子(２３)を保持する前の回転子保持部(２２)を焼きばめする工程と、
上記主軸(２１)に上記回転子保持部(２２)を焼きばめした後、上記永久磁石が設けられた回転子を上記回転子保持部(２２)に取り付ける工程と、
上記回転子保持部(２２)に取り付けられた上記回転子(２３)を着磁する工程と、
上記回転子(２３)を着磁した後、ケーシング(１a)内に上記被駆動部,上記主軸(２１),上記回転子保持部(２２)および上記回転子(２３)を配置して、上記被駆動部を上記ケーシング(１a)の内側に固定する工程と、
上記被駆動部を上記ケーシング(１a)の内側に固定した後、上記ケーシング(１a)内に上記固定子(２４)と上記軸受部(２５)を配置して、上記軸受部(２５)を上記ケーシング(１a)の内側に固定する工程とを有することを特徴とするモータの製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至３のいずれか１つに記載のモータ(２)と、
上記モータ(２)により駆動される被駆動部としての圧縮機構部(３)と、
上記モータ(２)と上記圧縮機構部(３)を収納する密閉容器(１)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、モータおよびモータの製造方法およびそのモータを用いた圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アウターロータ型のモータとしては、圧縮機の密閉容器内に圧縮機構部と共に配置されたものがある(例えば、特開２００４−３０１０３８号公報(特許文献１)、特開２００４−８４６５３号公報(特許文献２)参照)。このモータは、圧縮機構部の構成部品で支持された固定子と、その固定子の外側に配置された円筒形状の回転子を備えている。
【０００３】
上記アウターロータ型のモータでは、回転子は通常着磁した後に本体部に組み付けるが、ロータリー圧縮機やスクロール圧縮機のようにクランク軸が圧縮機構部の一部となっている構造の場合、回転子保持部を主軸に焼きばめにより固定した後に着磁された回転子を組み付けると、磁気吸引力により組み付けが非常に困難になるという問題がある。
【０００４】
また、上記アウターロータ型のモータでは、主軸に回転子保持部を焼きばめする前に、着磁された回転子を回転子保持部を介して主軸に組み付ける場合、回転子保持部を主軸に焼きばめするときの高温により回転子が減磁するという問題がある。
【特許文献１】特開２００４−３０１０３８号公報
【特許文献２】特開２００４−８４６５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、この発明の課題は、組み立てが容易にでき、焼きばめ等の高温による回転子の減磁が起きないモータおよびモータの製造方法を提供することにある。
【０００６】
また、この発明のもう１つの課題は、上記モータ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】
【０００７】
上記課題を解決するため、この発明のモータは、
一端が被駆動部内に嵌合され、他端が外方に延びた主軸と、
上記被駆動部から突出した上記主軸の部分に固定され、永久磁石が設けられた回転子を保持する回転子保持部と、
上記回転子保持部に対して上記被駆動部と反対の側に配置された固定子と、
上記固定子に対して上記被駆動部と反対の側に配置され、上記主軸を回転自在に支持する軸受部と
を備えたことを特徴とする。
【０００８】
上記構成のモータによれば、一端が被駆動部内に嵌合され、他端が外方に延びた主軸と、被駆動部から突出した上記主軸の部分に固定され、永久磁石が設けられた回転子を保持する回転子保持部と、回転子保持部に対して被駆動部と反対の側に配置された固定子と、固定子に対して被駆動部と反対の側に配置され、主軸を回転自在に支持する軸受部とを備えた構成とすることによって、組立時に、永久磁石が設けられた回転子を保持する回転子保持部を主軸に固定した状態で、固定子および軸受部を配置する前に回転子の着磁を行うことが可能となる。したがって、組み立てが容易にできると共に、回転子の着磁後にその回転子を保持する回転子保持部を焼きばめ等により主軸に固定しないので、焼きばめ等の高温による回転子の減磁が起きない。
【０００９】
また、一実施形態のモータでは、上記回転子は、円筒形状をしており、上記固定子の外周側を囲うように配置されている。
【００１０】
上記実施形態のモータによれば、円筒形状の回転子が固定子の外周側を囲うように配置されたアウターロータ型のモータであるので、永久磁石を多く用いることができ、または、トルク発生面積を増すことができるために、高出力化や小型化が図れる。
【００１１】
また、一実施形態のモータでは、上記固定子は、上記軸受部に固定されている。
【００１２】
上記実施形態のモータによれば、上記軸受部が、主軸を支持する役割と固定子を固定する役割の両方を兼ね備えているので、別々の部材を用いることなく、スペースの有効利用による小型化と低コスト化を図ることができる。
【００１３】
また、この発明のモータの製造方法は、
上記のいずれか１つのモータを製造するモータの製造方法であって、
被駆動部から突出した主軸の部分に、永久磁石が設けられた回転子を保持した回転子保持部を焼きばめする工程と、
上記主軸に上記回転子保持部を焼きばめした後、上記回転子を着磁する工程と、
上記回転子を着磁した後、ケーシング内に上記被駆動部,上記主軸,上記回転子保持部および上記回転子を配置して、上記被駆動部を上記ケーシングの内側に固定する工程と、
上記被駆動部を上記ケーシングの内側に固定した後、上記ケーシング内に上記固定子と上記軸受部を配置して、上記軸受部を上記ケーシングの内側に固定する工程とを有することを特徴とする。
【００１４】
上記モータの製造方法によれば、組み立てが容易にでき、焼きばめ等の高温による回転子の減磁が起きないモータを容易に製造することができる。
【００１５】
また、この発明のモータの製造方法は、
被駆動部から突出した主軸の部分に、永久磁石が設けられた回転子を保持する前の回転子保持部を焼きばめする工程と、
上記主軸に上記回転子保持部を焼きばめした後、上記永久磁石が設けられた回転子を上記回転子保持部に取り付ける工程と、
上記回転子保持部に取り付けられた上記回転子を着磁する工程と、
上記回転子を着磁した後、ケーシング内に上記被駆動部,上記主軸,上記回転子保持部および上記回転子を配置して、上記被駆動部を上記ケーシングの内側に固定する工程と、
上記被駆動部を上記ケーシングの内側に固定した後、上記ケーシング内に上記固定子と上記軸受部を配置して、上記軸受部を上記ケーシングの内側に固定する工程とを有することを特徴とする。
【００１６】
上記モータの製造方法によれば、組み立てが容易にでき、焼きばめ等の高温による回転子の減磁が起きないモータを容易に製造することができる。
【００１７】
また、この発明の圧縮機は、
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被駆動部としての圧縮機構部と、
上記モータと上記圧縮機構部を収納する密閉容器と
を備えたことを特徴とする。
【００１８】
上記構成の圧縮機によれば、上記モータと圧縮機構部を密閉容器に収納する前に、主軸に回転子保持部を介して回転子を固定した状態で、回転子の永久磁石の着磁を行うことによって、組み立てが容易にできると共に、焼きばめ等の高温による回転子の減磁を防ぐことができ、モータ効率のよい圧縮機が実現できる。
【発明の効果】
【００１９】
以上より明らかなように、この発明のモータによれば、組み立てが容易にでき、焼きばめ等の高温による回転子の減磁が起きないモータを実現することができる。
【００２０】
また、一実施形態のモータによれば、円筒形状の回転子が固定子の外周側を囲うように配置されたアウターロータ型のモータであるので、高出力化や小型化を図ることができる。
【００２１】
また、一実施形態のモータによれば、上記軸受部が、主軸を支持する役割と固定子を固定する役割の両方を兼ね備えることにより、スペースの有効利用による小型化と低コスト化を図ることができる。
【００２２】
また、この発明のモータの製造方法によれば、組み立てが容易にでき、焼きばめ等の高温による回転子の減磁が起きないモータを容易に製造することができる。
【００２３】
また、この発明の圧縮機によれば、組み立てが容易にできると共に、焼きばめ等の高温による回転子の減磁を防ぐことができ、モータ効率のよい圧縮機が実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、この発明のモータおよびモータの製造方法および圧縮機を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２５】
図１は、この発明の実施の一形態のアウターロータ型のモータを用いたスクロール圧縮機の縦断面図を示している。
【００２６】
このスクロール圧縮機は、図１に示すように、密閉容器１内に配置されたアウターロータ型のモータ２と、密閉容器１に配置され、モータ２により駆動される被駆動部の一例としての圧縮機構部３とを備えている。
【００２７】
上記モータ２は、圧縮機構部３に吸入されるべき低圧の冷媒が満たされる密閉容器１内の低圧領域に配置されている。このスクロール圧縮機は、いわゆる、低圧ドーム型である。
【００２８】
上記モータ２は、一端が圧縮機構部３内に嵌合され、他端が外方に延びた主軸２１と、上記圧縮機構部３から突出した主軸２１の部分に取り付けられた回転子保持部の一例としての略円板形状のロータ支持部材２２と、上記ロータ支持部材２２に固定された回転子である円筒形状のロータ２３と、上記ロータ２３の内周側に配置された固定子であるステータ２４と、上記ステータ２４が固定された軸受部の一例としての円板形状のステータ保持部材２５とを有している。上記ステータ保持部材２５は、主軸２１の下端近傍を回転自在に支持する軸受４を有すると共に、ステータ２４が固定されている。このモータ２のロータ２３の回転力を主軸２１を介して圧縮機構部３に伝達する。
【００２９】
図１に示すように、上記ステータ２４は、密閉容器１の内壁に保持するステータ保持部材２５を介して取り付けられた鉄心４１と、この鉄心４１に取り付けられたコイル４２とを有する。上記鉄心４１の内周を、ステータ保持部材２５のボス２５aの外周に固定している。
【００３０】
上記ロータ２３は、円環状のロータコア２６と、このロータコア２６に軸方向に埋設された複数の永久磁石２７とを有する。上記ロータコア２６は、磁性体からなり、軸方向に積層された電磁鋼板からなると共に、ロータコア２６の内周および外周は円筒形状である。また、上記永久磁石２７は、ロータ２３の内周面に向かって周方向に交互に異なる磁極を有する。上記永久磁石２７は、半径方向内側に対しての磁束を発生する。なお、ロータコアの材料としては、電磁鋼板を積層したものや、圧粉磁心が望ましい。永久磁石２７は、１または複数の永久磁石(群)が、ロータ内周面に対して一の磁極を呈し、互いに隣接する永久磁石(群)は互いに反対の磁極となるように周方向に配置される。永久磁石(群)の両端部は、ロータ内周付近まで近接することにより、または、永久磁石(群)の両端部に、ロータ内周付近まで近接する空隙を設けることにより、互いに隣接する永久磁石(群)間の磁束の漏洩を低減している。
【００３１】
また、ロータ支持部材２２は積層鋼板より肉厚の太いプレス鋼板、または、鋳物等の安価な材料で形成するために熱を伝えやすいが、焼きばめ後に着磁工程を持つのでロータ２３内の磁石の減磁が回避できる。もし、焼きばめ時にロータ２３がキュリー点以上の温度にさらされる場合は、ロータ支持部材２２の焼きばめ後に永久磁石を有するロータ２３をロータ支持部材２２に取り付けることで、磁石の特性を落とすことが回避できる。
【００３２】
また、上記圧縮機構部３は、密閉容器１に取り付けられた本体部３０と、この本体部３０に固定され支持される固定スクロール３１と、この固定スクロール３１に噛み合う旋回スクロール３２とを有する。
【００３３】
上記本体部３０は、例えば軸受(図示せず)を介して、主軸２１を挿通しつつ主軸２１の一端側を保持している。上記固定スクロール３１は、鏡板に設けられた渦捲き状のラップを有する。上記固定スクロール３１の渦捲き状のラップは、旋回スクロール３２に設けられた渦捲き状のラップと互いに噛み合って、固定スクロール３１と旋回スクロール３２との間に複数の圧縮室３３を形成する。上記旋回スクロール３２は、モータ２の主軸２１の一端に空転自在に取り付けられ、主軸２１の回転により旋回する。
【００３４】
上記本体部３０は、低圧領域と圧縮室３３とを連通する吸入孔(図示せず)を有し、固定スクロール３１は、高圧領域と圧縮室３３とを連通する吐出孔３１aを有する。
【００３５】
上記密閉容器１には、冷媒の吸入管６および冷媒の吐出管７が設けられている。上記吸入管６は、モータ２のステータ２４と圧縮機構部３との間の低圧領域に開口している。上記吐出管７は、高圧領域に開口している。
【００３６】
上記スクロール圧縮機において、モータ２の運転を開始すると、冷媒が吸入管６から密閉容器１内の低圧領域に吸入され、吸入孔(図示せず)から圧縮室３３に吸入され、モータ２の運転により圧縮される。そして、圧縮された冷媒は、固定スクロール３１の吐出孔３１aと仕切板８の孔８aを介して密閉容器１内の高圧領域に吐出された後、吐出管７から密閉容器１の外側に吐出される。
【００３７】
次に、上記アウターロータ型のモータ３の製造方法を図２〜図６に従って説明する。
【００３８】
まず、図２に示すように、本体部３０に、主軸２１の上端側を挿入し、その主軸２１の上端に設けられたクランクピン２１aを、旋回スクロール３２の下側に立設されたボス３２aに嵌合する。なお、上記主軸２１の上端側には、バランス３４を取り付けている。次に、上記旋回スクロール３２の上側に固定スクロール３１を覆い、その固定スクロール３１を本体部３０に固定する。そして、上記固定スクロール３１の上側に、中央に孔８aが設けられた仕切板８を固定している。このようにして、圧縮機構部３を含むアッセンブリを作成する。
【００３９】
次に、図３に示すように、本体部３０から突出した主軸２１の部分に円板形状のロータ支持部材２２を取り付けている。上記ロータ支持部材２２の中央に設けられたボス部２２aを主軸２１に焼きばめにより固定している。そして、上記ロータ支持部材２２の外縁部分に円筒形状のロータ２３の一端を固定している。ここで、永久磁石２７が設けられたロータコア２５が保持したロータ支持部材２２を主軸２１に焼きばめしてもよいし、永久磁石２７が設けられたロータコア２５を保持する前にロータ支持部材２２を主軸２１に焼きばめした後、永久磁石２７が設けられたロータコア２５をロータ支持部材２２に取り付けてもよい。
【００４０】
次に、図４に示すように、上記ロータ２３のロータコア２５に埋設された複数の永久磁石２７を着磁する。このロータ２３の着磁には、外部着磁装置４０を用いる。この外部着磁装置４０は、基部と、その基部上に設けられた円柱形状の着磁部とを備えている。上記着磁部は、ロータ内周に向かって突出したポールピースと、ポールピースを内周部で結合するヨーク(ポールピース、ヨークともに軟質磁性材料)と、ポールピースに巻回された着磁コイルからなる。この着磁部のポールピースやヨークは全て、飽和磁束密度が高くかつ渦電流が発生しにくい電磁鋼板を積層したものを用いるのが良い。
【００４１】
次に、図５に示すように、圧縮機構部２を含むアッセンブリ(図４に示す)を、ケーシングの一例としての円筒部材１a内に入れ、本体部３０の外周面と密閉容器１の内周面とが接する部分を焼きばめまたはスポット溶接などを行うことにより、アッセンブリを密閉容器１の内側に固定する。図５において、６は吸入管である。
【００４２】
次に、図６に示すように、ステータ２４が固定されたステータ保持部材２５を、基準となる主軸２１をガイドにして密閉容器１内に配置し、そのステータ保持部材２５の外周部を焼きばめやスポット溶接などにより密閉容器１の内側に固定する。
【００４３】
そして、図１に示すように、円筒部材１aの上部に上蓋１bを溶接により取り付け、円筒部材１aの下部に下蓋１cを溶接により取り付けて、円筒部材１a,上蓋１bおよび下蓋１cにより密閉容器１を形成する。こうして、スクロール圧縮機の組み立てが完了する。
【００４４】
上記構成のスクロール圧縮機によれば、組み立てが容易にでき、焼きばめ等の高温によるロータ２３の減磁が起きないモータを実現することができる。
【００４５】
また、円筒形状のロータ２３がステータ２４の外周側を囲うように配置されたアウターロータ型のモータであるので、ロータに多くの磁石を設けることができ、高出力化や小型化を図ることができる。
【００４６】
また、上記ステータ保持部材２５が、主軸２１を支持する役割とステータ２４を保持する役割の両方を兼ね備えることにより、スペースの有効利用による小型化と低コスト化を図ることができる。
【００４７】
また、この発明のモータの製造方法によれば、組み立てが容易にでき、焼きばめ等の高温によるロータ２３の減磁が起きないモータを容易に製造することができる。
【００４８】
また、この発明の圧縮機によれば、組み立てが容易にできると共に、焼きばめ等の高温によるロータ２３の減磁を防ぐことにより、モータ効率のよい圧縮機が実現することができる。
【００４９】
また、上記モータ２は、密閉容器１内の低圧領域に配置されているので、この低圧領域では冷媒の密度が小さく、ロータ２３の風損や撹拌損を低減する。
【００５０】
上記実施の形態では、アウターロータ型のモータを用いたスクロール圧縮機について説明したが、スクロール圧縮機に限らず、ロータリー圧縮機等の他の圧縮機にこの発明を適用してもよい。
【００５１】
また、上記実施の形態では、被駆動部としての圧縮機構部３をモータ２により駆動したが、この発明のモータにより駆動される被駆動部は、圧縮機構部に限らず、モータの主軸の回転により駆動される他の構成の被駆動部であってもよい。
【００５２】
また、上記実施の形態では、軸受部の一例としてステータ保持部材２５を用いたスクロール圧縮機について説明したが、軸受部はこれに限らず、ステータを支持する部材とは別に設けられたものであってもよい。また、ロータ支持部材２２の内側にもさらに永久磁石を有し、さらにトルクを発生させるような形態(アウターロータとアキシャルロータを併せて有する形態)となっていても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１はこの発明の実施の一形態のモータを用いたスクロール圧縮機の縦断面図である。
【図２】図２は上記スクロール圧縮機のモータの製造方法を説明するための断面図である。
【図３】図３は図２に続くモータの製造工程の断面図である。
【図４】図４は図３に続くモータの製造工程の断面図である。
【図５】図５は図４に続くモータの製造工程の断面図である。
【図６】図６は図５に続くモータの製造工程の断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…密閉容器
２…モータ
３…圧縮機構部
４…軸受
６…吸入管
７…吐出管
８…仕切板
２１…主軸
２２…ロータ支持部材
２３…ロータ
２４…ステータ
２５…ステータ保持部材
２６…ロータコア
２７…永久磁石
３０…本体部
３１…固定スクロール
３２…旋回スクロール
３３…圧縮室
４０…外部着磁装置
４１…鉄心
４２…コイル
【図１】
2007244173.tif 000003
【図２】
2007244173.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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