(57)【要約】【課題】低価格で組立精度の高い圧縮機用ＤＣブラシレスモータの回転子を提供する。【解決手段】本発明のブラシレスＤＣモータの回転子は、薄板鉄板を複数枚積層した積層鉄心１と、積層鉄心１に設けた複数個の孔に永久磁石２を埋設しさらに永久磁石２の飛出しを防止する端板３と、圧縮機内において冷媒と冷凍機油とを分離するための冷媒ガイド８と、圧縮機反機構側バランスウエイト５とを複数本のリベット７にて固定した回転子において、冷媒ガイド８と圧縮機機構側バランスウエイト部６とを一体にする。低価格で寸法精度の高い回転子の作製可能となり、特に空調機器や冷凍機器や給湯機器に搭載される圧縮機の用途に有用である。【選択図】図８
2009240146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板鉄板を複数枚積層した積層鉄心と、
前記積層鉄心に設けた複数個の孔に永久磁石を埋設し、さらに前記永久磁石の飛出しを防止する端板と、
圧縮機内において冷媒と冷凍機油とを分離するための冷媒ガイドと、
圧縮機反機構側バランスウエイトとを複数本のリベットにて固定した回転子において、
前記冷媒ガイドと圧縮機機構側バランスウエイト部とを一体にしたブラシレスＤＣモータの回転子。
【請求項２】
前記端板と前記冷媒ガイドと前記圧縮機機構側バランスウエイト部とを一体化した請求項１記載のブラシレスＤＣモータの回転子。
【請求項３】
前記圧縮機機構側バランスウエイト部は、前記冷媒ガイドに一体形成された肉厚部分である請求項１記載のブラシレスＤＣモータの回転子。
【請求項４】
請求項１または請求項２のいずれか１項に記載のブラシレスＤＣモータの回転子と、前記回転子に対向配置される固定子と、前記回転子および前記固定子が組み込まれる密閉容器とを具備する圧縮機。
【請求項５】
請求項４記載の圧縮機と、前記圧縮機が搭載される筐体とを具備する機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスＤＣモータの回転子、この回転子を備えた圧縮機、およびこの圧縮機を搭載した機器に関する。特に、例えば空調機器や冷凍機器や給湯機器に搭載される圧縮機の内部に組み込まれるブラシレスＤＣモータの回転子に関する。
【背景技術】
【０００２】
エアコン、冷蔵庫、給湯機等に搭載される圧縮機を駆動するためのモータは、近年、本体の省エネルギー化に伴い、インダクションモータよりも高効率であるブラシレスＤＣモータが使用されるようになってきた。この圧縮機用ブラシレスＤＣモータは、例えば、高効率で低騒音であるスクロール圧縮機に搭載されているが、本体の価格低下に伴い、圧縮機用ブラシレスＤＣモータに対してもコストダウンの要求される。
【０００３】
従来のこの種の圧縮機に搭載されるブラシレスＤＣモータは、例えば特許文献１に記載されているモータ構造などがある。この種のブラシレスＤＣモータの回転子について、図９から図１５を用いて説明する。
【０００４】
図９は従来例１の圧縮機用ブラシレスＤＣモータの回転子の構造断面図、図１０は図９に示す圧縮機用ブラシレスＤＣモータの回転子の１０−１０断面線における構造断面図であり、図１１は図１０に示す圧縮機用ブラシレスＤＣモータの回転子の構造断面図におけるＣ部拡大図である。
【０００５】
図９および図１０において、積層鉄心１０１は薄板鉄板を複数枚積層している。積層鉄心１０１には４箇所の長方形の孔を設け、各孔にはそれぞれ永久磁石１０２を埋設している。永久磁石１０２の飛出しを防止する端板１０３が積層鉄心１０１の圧縮機反機構側の端面に配設されている。さらに圧縮機反機構側バランスウエイト１０５と、圧縮機内で冷媒と冷凍機油の分離を目的とした冷媒ガイド１０４と、圧縮機機構側バランスウエイト１０６とを４本のリベット１０７にて固定して回転子が形成されている。
【特許文献１】特開２００５−１２０９４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の従来例１の圧縮機用ブラシレスＤＣモータの回転子は、上記の構造では部品点数が多いことで組立工数がかかるばかりでなく、個々の部品に寸法精度が求められ、それがコストアップの要因のひとつであった。すなわち、例えば、リベット１０７が挿入される孔ピッチや孔径寸法等が好適な範囲から逸脱すると回転子の振れが大きくなり圧縮機において音や振動大の原因となる場合があった。
【０００７】
また、図１１において、冷媒ガイド１０４のＲ寸法（丸み）のプレス加工精度が悪いと、積層鉄心１０１の外周部のコア押さえの機械的強度が弱くなり、積層鉄心１０１に隙間ができてモータ特性悪化や振動大の原因に至る可能性があった。したがって、冷媒ガイド１０４の単品の単価やプレス金型費大の要因ともなっていた。
【０００８】
図１２は従来例２の圧縮機用ブラシレスＤＣモータの回転子の構造断面図、図１３は図１２に示す圧縮機用ブラシレスＤＣモータの回転子の１３−１３断面線における構造断面図であり、図１４は図１３に示す圧縮機用ブラシレスＤＣモータの回転子の構造断面図におけるＤ部拡大図である。
【０００９】
図１２および図１３において、積層鉄心２０１は薄板鉄板を複数枚積層している。積層鉄心２０１に４箇所の長方形の孔を設け、各孔にはそれぞれ永久磁石２０２を埋設している。永久磁石２０２の飛出しを防止する端板２０３が積層鉄心２０１の圧縮機反機構側の端面に配設されている。さらに圧縮機反機構側バランスウエイト２０５と、圧縮機内で冷媒と冷凍機油の分離を目的とした冷媒ガイド２０４と、圧縮機機構側バランスウエイト２０６とを４本のリベット２０７にて固定して回転子が形成されている。
【００１０】
この従来例２と上記従来例１との相違点は、従来例２のものでは端板２０３が圧縮機機構側にも挿入された構造である点である。従来例２のものは、図１４で示す冷媒ガイド２０４のＲ寸法のプレス加工精度が低い場合に使用される構造である。
【００１１】
さらに、圧縮機機構側に端板３を挿入する理由を、図１５に示す圧縮機用ブラシレスＤＣモータの回転子コアシート図を用いて説明する。ここに示す回転子コアシート図は一例であり、コアシート図には４種類の貫通孔がある。１つ目は４箇所の長方形の孔、すなわち、永久磁石挿入孔３０９である。２つ目は冷媒や冷凍機油が通過する円周上の８箇所の孔、すなわち、冷媒通路孔３１０である。３つ目はリベットを挿入する４箇所の孔、すなわちリベット挿入孔３１１である。４つ目は回転子コアシートの中央部に設けられた圧縮機機構シャフト孔３１２である。
【００１２】
圧縮機用に使用される回転子のコアは、ブラシレスＤＣモータの効率を良くするために、永久磁石挿入孔３０９は可能な限り外周側へ配置する必要がある。そこで、図１５に示すブリッジ幅Ｈを極端に狭くすると、高速回転時やブラシレスＤＣモータの起動・停止時にブリッジ幅部において遠心力による破断または回転子の組立時においてスラスト方向の曲がり等が発生する可能性がある。このため、図１３において、積層鉄心２０１の両端部を端板２０３で重ねて、積層鉄心２０１を挟み込みながら複数本のリベット２０７で固定することで、回転時のブリッジ部の破断や組立時での曲げを防止することが可能となる。但し、この従来例２の構造では、図１０に示した従来例１と同様に、部品点数が多いことで組立工数がかかる、または個々の部品寸法精度が求められるものでありコストアップの要因の一つであった。また、一般的に圧縮機内部で使用される端板２０３や冷媒ガイド２０４はステンレス鋼等が最適であるが、近年材料の高騰や海外での品質の良いステンレス鋼の入手性等が危惧されている。
【００１３】
また、従来の構成では、冷媒ガイド１０４や２０４と機構側バランスウエイト１０６や２０６の２種類の部品、または冷媒ガイド１０４や２０４と機構側バランスウエイト１０６や２０６と端板１０３や２０３の３種類の部品をリベット１０７や２０７で固定する必要がある。そのため部品点数が多く、また個々の部品寸法精度が要求されていた。その結果、組立工数がかかる、または個々のプレス加工寸法精度を要求することで部品加工費アップや金型費用大となることで、部品の単価が高いという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明の圧縮機用ブラシレスＤＣモータの回転子は、次の構成を有する。すなわち、薄板鉄板を複数枚積層した積層鉄心と、積層鉄心に設けた複数個の孔に永久磁石を埋設しさらに永久磁石の飛出しを防止する端板と、圧縮機内において冷媒と冷凍機油とを分離するための冷媒ガイドと、圧縮機反機構側バランスウエイトとを複数本のリベットにて固定した回転子において、冷媒ガイドと圧縮機機構側バランスウエイト部とを一体にする。
【発明の効果】
【００１５】
この構成により、本発明の圧縮機用ブラシレスＤＣモータの回転子は、冷媒ガイドと圧縮機機構側バランスウエイト部を一体化、または冷媒ガイドと圧縮機機構側バランスウエイト部と端板を一体化することで、作業工程を簡素化することが可能である。さらに、部品点数が削減したことで組立精度が向上できる安価な圧縮機用ブラシレスＤＣモータの回転子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。具体的には、薄板鉄板を複数枚積層した積層鉄心と、前記積層鉄心に複数個の開放孔を設けて前記開放孔に永久磁石を埋装し、更に前記永久磁石の飛出しを防止する端板と、圧縮機内で冷媒と冷凍機油との分離を目的とした冷媒ガイドとバランスウエイトとを複数本のリベットにて固定した回転子において、前記回転子の構成物のうちの前記冷媒ガイドと前記バランスウエイトとを一体構造の構造体としたことを特徴とする圧縮機用ＤＣブラシレスモータの回転子について、その実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は本発明の実施例１におけるブラシレスＤＣモータの回転子の構造断面図、図２は図１に示すブラシレスＤＣモータの回転子の２−２断面線における構造断面図であり、図３は図２に示すブラシレスＤＣモータの回転子の構造断面図におけるＡ部拡大図である。
【００１８】
まず、図１および図２を用いて、本発明の実施例１におけるブラシレスＤＣモータの回転子の基本構成を説明する。本実施例１におけるブラシレスＤＣモータの回転子は、薄板鉄板を複数枚積層した積層鉄心１と、積層鉄心１に設けた複数個の孔に永久磁石２を埋設しさらに永久磁石２の飛出しを防止する端板３と、圧縮機内において冷媒と冷凍機油とを分離するための冷媒ガイド８と、圧縮機反機構側バランスウエイト５とを複数本のリベット７にて固定した回転子において、冷媒ガイド８と圧縮機機構側バランスウエイト部６とを一体にする。
【００１９】
次に、本発明の実施例１におけるブラシレスＤＣモータの回転子についてさらに詳細に説明する。
【００２０】
図１および図２において、積層鉄心１は薄板鉄板を複数枚積層している。積層鉄心１には４箇所の長方形の孔が設けられそれぞれの孔には永久磁石２が埋設されている。薄板鉄板には、例えば、板厚ｔ０．２から０．５ｍｍ電磁鋼板が使用されている。４つの永久磁石２によって４極（Ｎ−Ｓ−Ｎ−Ｓ）を構成している。永久磁石２の材質としては、ネオジム磁石やフェライト磁石が適している。
【００２１】
永久磁石２の飛出しを防止する端板３を積層鉄心１の両端部に重ねている。さらに、圧縮機内で冷媒と冷凍機油の分離を目的とした冷媒ガイド８には圧縮機機構側バランスウエイト部６が一体化されている。バランスウエイト部一体型の冷媒ガイド８と、圧縮機反機構側バランスウエイト５を４本のリベット７にて固定されている。バランスウエイト部一体型の冷媒ガイド８の材質としては、一般的には真鍮や高マンガン鋼（非磁性体）が適しており、ダイカスト方法や冷間鍛造にて作製されるものである。圧縮機機構側バランスウエイト部６は、冷媒ガイド８に一体化された例えば肉厚部分として形成される。
【００２２】
例えば、このバランスウエイト部一体型の冷媒ガイド８は、真鍮ダイカスト品で作製される場合は図３のＫ部（バランスウエイト部一体型の冷媒ガイド８の底の外周部）は直角で作製可能であり、丸みを有する従来例の冷媒ガイド１０４（従来のものはプレス加工にて作製されるため、必ず丸みを帯びる）よりロータコアを確実に挟み込むことが可能となる。
【実施例２】
【００２３】
図４は本発明の実施例２におけるブラシレスＤＣモータの回転子の構造断面図、図５は図４に示すブラシレスＤＣモータの回転子の５−５断面線における構造断面図であり、図６は図５に示すブラシレスＤＣモータの回転子の構造断面図におけるＢ部拡大図である。
【００２４】
図４および図５において、積層鉄心１１は薄板鉄板を複数枚積層している。積層鉄心１１には４箇所の長方形の孔が設けられそれぞれの孔には永久磁石１２が埋設されている。薄板鉄板には、例えば、板厚ｔ０．２から０．５ｍｍ電磁鋼板が使用されている。4つの永久磁石１２によって４極（Ｎ−Ｓ−Ｎ−Ｓ）を構成している。永久磁石１２の材質としては、ネオジム磁石やフェライト磁石が適している。
【００２５】
永久磁石１２の飛出しを防止する端板１３を積層鉄心１１の圧縮機反機構側に重ねている。さらに圧縮機内で冷媒と冷凍機油の分離を目的とした冷媒ガイド１８と圧縮機機構側バランスウエイト部１６とさらに端板を一体化した冷媒ガイド１８と、反機構側バランスウエイト１５を４本のリベット１７にて固定している。このバランスウエイト部一体型の冷媒ガイド１８の材質としては、実施例１の記載と同様に、一般的には真鍮や高マンガン鋼（非磁性体）が適している。
【００２６】
例えば、このバランスウエイト部一体型の冷媒ガイド１８は真鍮ダイカスト品でさらに積層鉄心１１と接触する面側に切削加工を追加し作製される場合は、図６のＫ部（バランスウエイト部一体型の冷媒ガイド１８の底の外周部）は実施例１の記載よりもさらに直角で作製可能である。これにより、実施例１に使用している圧縮機機構側の端板３を削除できる構成となる。この構成もまた、丸みを有する従来例の冷媒ガイド（従来のものはプレス加工にて作製されるため、必ず丸みを帯びる）よりロータコアを確実に挟み込むことが可能となる。
【００２７】
以上より、この構成であれば、実施例１よりさらに部品点数の削減が可能でありかつ、低価格が寸法精度の高い回転子の作製が可能となる。
【実施例３】
【００２８】
図７は本発明の実施例におけるブラシレスＤＣモータの回転子を組み込んだ本発明の実施例３における圧縮機の構造断面図である。
【００２９】
図７において、密閉容器２１は、その内部に電動機部３０及び圧縮機構部２３を備えている。電動機部３０は、巻線が巻回された固定子３１およびその固定子３１に環状空隙を介して対向して配設された回転子３２を有している。回転子３２に固設されたシャフト２８は主軸受２９および副軸受３５により回転自在に支持されている。
【００３０】
シリンダ３４内には、偏心部３６を有してシャフト２８に嵌入されたローラ３３が配設されている。固定子３１の巻線に通電することにより回転子３２が回転する。すると、ローラ３３は、シリンダ３４内をシャフト２８を中心として、そのシャフト２８の回りを遊星運動する。シリンダ３４には吸入孔２５があけられ、吸入管２４を介してアキュームレータ（図示せず）とつながっている。密閉容器２１の底部には、潤滑油である冷凍機油３７が溜められている。
【００３１】
上記固定子３１に上記の本発明の実施例のブラシレスＤＣモータの回転子を組み込むことができる。
【実施例４】
【００３２】
図８は本発明の実施例における圧縮機を搭載した本発明の実施例４における機器（エアコン室外機）の構造図である。
【００３３】
図８において、エアコン室外機４１は筐体５０を有している。このエアコン室外機４１は、底板４２に立設した仕切り板４４により、圧縮機室４６と熱交換器室４９とに区画されている。圧縮機室４６には圧縮機４５が配設されている。熱交換器室４９には熱交換器４７及び送風用のファンモータ４８が配設されている。仕切り板４４の上部には電装品箱４０が配設されている。
【００３４】
ファンモータ４８は、ブラシレスＤＣモータの回転軸に送風ファンを取り付け構成されている。そのファンモータ４８は、電装品箱４０内に収容されたモータ駆動装置４３により駆動される。ファンモータ４８の回転に伴ない送風ファンが回転し、その風により熱交換器室４９を冷却する。
【００３５】
ここで、圧縮機４５は、上記の本発明の実施例における圧縮機を搭載することができる。
【００３６】
上記から明らかなように、本発明のブラシレスＤＣモータの回転子では、低価格で寸法精度の高い回転子の作製可能となり、特に空調機器や冷凍機器や給湯機器に搭載される圧縮機の用途に有用である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の圧縮機用ＤＣブラシレスモータの回転子では、低価格で寸法精度の高い回転子の作製可能となり、特に空調機器や冷凍機器や給湯機器に搭載される圧縮機の用途に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施例１におけるブラシレスＤＣモータの回転子の構造断面図
【図２】図１に示すブラシレスＤＣモータの回転子の２−２断面線における構造断面図
【図３】図２に示すブラシレスＤＣモータの回転子の構造断面図におけるＡ部拡大図
【図４】本発明の実施例２におけるブラシレスＤＣモータの回転子の構造断面図
【図５】図４に示すブラシレスＤＣモータの回転子の５−５断面線における構造断面図
【図６】図５に示すブラシレスＤＣモータの回転子の構造断面図におけるＢ部拡大図
【図７】本発明の実施例におけるブラシレスＤＣモータの回転子を組み込んだ本発明の実施例３における圧縮機の構造断面図
【図８】本発明の実施例における圧縮機を搭載した本発明の実施例４における機器（エアコン室外機）の構造図
【図９】従来例１の圧縮機用ブラシレスＤＣモータの回転子の構造断面図
【図１０】図９に示す圧縮機用ブラシレスＤＣモータの回転子の１０−１０断面線における構造断面図
【図１１】図１０に示す圧縮機用ブラシレスＤＣモータの回転子の構造断面図におけるＣ部拡大図
【図１２】従来例２の圧縮機用ブラシレスＤＣモータの回転子の構造断面図
【図１３】図１２に示す圧縮機用ブラシレスＤＣモータの回転子の１３−１３断面線における構造断面図
【図１４】図１３に示す圧縮機用ブラシレスＤＣモータの回転子の構造断面図におけるＤ部拡大図
【図１５】従来の圧縮機用ブラシレスＤＣモータの回転子コアシートを示す図
【符号の説明】
【００３９】
１  積層鉄心
２  永久磁石
３  端板
５  圧縮機反機構側バランスウエイト
６  圧縮機機構側バランスウエイト部
７  リベット
８、１８、１０４  冷媒ガイド
３０９  永久磁石挿入孔
３１０  冷媒通路孔
３１１  リベット挿入孔
３１２  圧縮機機構シャフト孔
【図１】
2009240146.tif 000003
【図２】
2009240146.tif 000004
【図３】
2009240146.tif 000005
【図４】
2009240146.tif 000006
【図５】
2009240146.tif 000007
【図６】
2009240146.tif 000008
【図７】
2009240146.tif 000009
【図８】
2009240146.tif 000010
【図９】
2009240146.tif 000011
【図１０】
2009240146.tif 000012
【図１１】
2009240146.tif 000013
【図１２】
2009240146.tif 000014
【図１３】
2009240146.tif 000015
【図１４】
2009240146.tif 000016
【図１５】
2009240146.tif 000017